Bei Operationen wie dem Einsetzen von Knieprothesen kann künftig auf riskante Knochenpins und externe Infrarotkameras verzichtet werden. Orthopädische Eingriffe damit sicherer und schonender zu gestalten, das ist das Ziel des Teams um Stefan Landgraeber, Professor für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie der Universität des Saarlandes und Klinikdirektor am Universitätsklinikum, sowie seinem wissenschaftlichen Mitarbeiter Philipp Winter.

Bislang setzen Operationsroboter in der Orthopädie und Unfallchirurgie sogenannte „Knochenpins“ ein. Diese etwa 3,2 Millimeter dicken Stifte werden direkt im Knochen verankert, um über ein Infrarotsystem die genaue Position im Körper zu bestimmen. Die Methode birgt jedoch Risiken wie Knochenbrüche oder Verletzungen von Muskeln und Weichteilen. Das neue Verfahren kommt ohne solche Pins und externe Kamerasysteme aus. Stattdessen nutzt der Roboter seine eigene Sensorik: Durch gezieltes Anfahren und Abtasten einer definierten Struktur – etwa eines Knochens oder einer Prothese – kann er die räumliche Lage erfassen und daraus ein dreidimensionales Modell des Operationsbereichs erstellen. Unterstützt wird dieser Prozess durch Röntgenbilder in zwei Ebenen.

„Unser Roboter kann den Operationsbereich eigenständig abtasten und ein exaktes 3D-Modell erzeugen“, erklärt Prof. Dr. Landgraeber. „Das ermöglicht eine präzise Navigation und Platzierung von Schrauben und Bohrungen – ganz ohne externe Referenzsysteme.“ Der entscheidende Vorteil: Das interne Koordinatensystem des Roboters bestimmt die Lagebeziehung zum Operationsobjekt und ersetzt somit das externe Infrarotsystem. Die neue Technologie ist bereits zum Patent angemeldet. Unterstützt hat dabei das Team von „Triathlon – Ökosystem für Entrepreneurship, Innovation und Transfer an der Universität des Saarlandes“, das auch die Verwertung begleitet.

Mit dem neuen Verfahren tragen die Forscher wesentlich dazu bei, robotergestützte Verfahren in der Medizin weiterzuentwickeln. Die zunehmende Automatisierung kann nicht nur die Qualität der chirurgischen Versorgung verbessern, sondern wirkt auch dem Fachkräftemangel im Gesundheitswesen entgegen. Gerade in der Endoprothetik, wo eine lange Ausbildungszeit erforderlich ist, könnte das Verfahren helfen, Eingriffe künftig effizienter und sicherer durchzuführen.