Hugo: Weltraumtechnologie für den OP

Lizenzierung / TechnologietransferWeltraumtechnologie für den Operationssaal
Lizenzierung technologischer Komponenten des DLR-Medizinroboters MIRO an Medtronic

Bis das neue Hugo™-RAS-System (robotic-assisted surgery) der Firma Medtronic in den OPs angekommen ist, war es eine lange Reise, doch sie hat sich gelohnt:

„Das Hugo-RAS-System verkörpert die praktische Anwendung von Forschungsergebnissen, die das DLR mit MIRO erarbeitet hat. In Kooperation mit Partnern aus der Wirtschaft gelingt hier die Gestaltung von Innovationen bis zum Technologietransfer.“

_{Prof. Karsten Lemmer, DLR-Vorstand Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen}

Die Reise beginnt in den 1990er Jahren im bayerischen Oberpfaffenhofen: Das DLR-Institut für Robotik und Mechatronik erforscht die Technologie der Leichtbauroboterarme – zunächst für die Raumfahrt. Die Ingenieure entwickeln feinfühlige Roboterarme, die sich von der Erde oder von der Internationalen Raumstation ISS aus steuern lassen, beispielsweise für Reparaturarbeiten in dem Außenbereich der Raumstation. Die Idee, diese feinfühligen Roboterarme für medizinische Anwendungen weiterzuentwickeln, reift damals schon in den Köpfen der DLR-Forscher.

„Unser Team der Medizinrobotik arbeitet mit ausgereifter robotischer Hochtechnologie, die ursprünglich für den Einsatz von Astronauten im Weltall entwickelt und verifiziert wurde“, bestätigt Prof. Alin Albu-Schäffer, Leiter des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik.

Das Ergebnis dieser Entwicklung ist MIRO, ein auf medizinische Anwendungen optimierter Leichtbauroboterarm.

DLR-Technologie für Innovation in der robotergestützten Chirurgie

Operationen mit robotischen Assistenzsystemen sind keine Seltenheit mehr. Der Operateur sitzt an der Konsole, die Roboterarme führen seine Kommandos präzise, sicher und schonend für den Patienten aus. Die Vorteile für Patienten und Chirurgen überwiegen und liegen auf der Hand: physische und kognitive Entlastung für die Chirurgen, innovative Behandlung mit geringerem Trauma für die Patienten.

Das neue Hugo-RAS-System basiert auf den technologischen Grundlagen des vom DLR entwickelten Telechirurgiesystems MiroSurge. Das MiroSurge-System besteht – je nach Anforderung – aus zwei oder mehreren MIRO-Roboterarmen. MIRO ist kinematisch redundant und vollständig drehmomentgeregelt. In Aufbau, Größe und Beweglichkeit ist er dem menschlichen Arm nachempfunden, so dass er intuitiv, feinfühlig und sicher bedient werden kann. Während eines Eingriffs steuert die Chirurgin oder der Chirurg von einer offenen Chirurgiekonsole aus einen oder mehrere MIRO-Roboter, das sog. MiroSurge-System. Die Roboterarme können dabei mit unterschiedlichen Spezialinstrumenten ausgestattet und somit flexibel und modular eingesetzt werden.

Diese Eigenschaften vom DLR-MIRO wurden von Medtronic weiterentwickelt und finden sich in dem neuen Hugo-RAS-System wieder: Das mechatronische Design mit den drehmomentgeregelten Leichtbauroboterarmen und zahlreichen Sensoren sorgt dafür, dass die Bewegungen hochpräzise ausgeführt werden. Die Instrumente der Roboter steuern die Chirurgen mit Hilfe von Eingabegeräten. Sie führen die Operation von einer offenen Konsole aus, die jederzeit den Sichtkontakt mit dem Patienten und dem OP-Team erlaubt und sehen währenddessen über einen Bildschirm die Endoskopaufnahmen in 3D. Dank seiner Modularität kann das Hugo-RAS-System flexibler und somit womöglich kostengünstiger eingesetzt werden.

Technologietransfer vom DLR – gemeinsam erfolgreich

Forschungsergebnisse des DLR liefern Antworten auf dringende Fragen der gesellschaftlichen Entwicklung in zahlreichen Bereichen, u.a. auch in Medizin und Gesundheit. Das Ziel dabei ist, dass Innovationen entstehen und diese schnellstmöglich bei den Menschen ankommen. Innovationen sind die Treiber der Märkte und bieten Wettbewerbsvorteile. Bis aus einer Idee und den ersten Forschungsergebnissen marktfähige Produkte und Dienstleistungen werden, ist allerdings ein langer Weg. Das DLR ist dabei Kooperationspartner der Industrie und trägt durch frühestmögliche Einbeziehung von Industriepartnern zu anwendungsfähigen Technologien und damit zur Stärkung des Wirtschaftsstandorts Deutschland bei. Die starke und gezielte Investition in Innovationsprojekte und langfristige strategische Partnerschaften mit der Industrie quer durch alle Wirtschaftsbranchen zahlt sich aus: Die Entwicklung des Hugo-RAS-Systems von Medtronic bis zur Marktreife ist eine dieser Erfolgsgeschichten. Die CE-Zertifizierung des Systems 2021 war ein großer Meilenstein, doch die Reise geht weiter, bis Hugo die Operationssäle weltweit erobert.

Die ausführliche Geschichte des Technologietransfers an Medtronic finden Sie auf der Website des Unternehmens.