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Chirurgische Instrumente

Instrumentengriff mit integrierter Elektronik erleichtert Operationen

| Redakteur: Kathrin Schäfer

Chirurgen müssen mit absoluter Präzision operieren, das Führen der Instrumente erfordert viel Feingefühl. Ein neuartiger Instrumentengriff unterstützt Mediziner künftig bei OPs. Einen ersten Prototypen stellen Fraunhofer-Forscher auf der Medtec Europe 2013 in Stuttgart vor.

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Ist der optimale Drehmoment erreicht, leuchtet eine LED im Innern des Instrumentengriffs auf.
Ist der optimale Drehmoment erreicht, leuchtet eine LED im Innern des Instrumentengriffs auf.
(Bild:Fraunhofer IPA)

Wie weit habe ich die Schraube bereits in den Knochen gedreht? Habe ich zu viel Kraft aufgewandt? Ist die maximale Kraft erreicht? Solche und ähnliche Fragen stellen sich Chirurgen beim Operieren. Bislang müssen sie sich auf ihr Fingerspitzengefühl und ihre Erfahrung verlassen.

Optische Signale geben Chirurgen Orientierung

Künftig soll ein vulkanisierter Instrumentenhandgriff, an den sich chirurgische Werkzeuge wie Schraubenzieher und Spreizer anschrauben lassen, das präzise Operieren vereinfachen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart haben das Gerät in Zusammenarbeit mit der Firma Weber Instrumente GmbH entwickelt. Durch die Integration von elektronischen Komponenten erhält der Operateur während des Eingriffs Feedback, ob er das Instrument noch weiter einführen kann. Zieht er beispielsweise eine Schraube an, messen Sensoren die aufgewendete Kraft. Ist das optimale Drehmoment erreicht, melden LED dies durch ein optisches Signal. Dieses ist durch die transparenten Silikonbereiche des Griffs sichtbar. „Vor allem junge, unroutinierte Chirurgen mit wenig Operationspraxis profitieren von dieser Technik“, sagt Christof Giers, Wissenschaftler am IPA.

Trotz Elektronik lassen sich die Griffe sterilisieren

Die erforderliche Energie wird über ein induktives Ladeverfahren beziehungsweise ein Spulensystem zugeführt und gespeichert. „Eine Spule befindet sich im Handgriff, die andere in einem Tischchen. Der Operateur muss den Griff lediglich auf den Tisch legen und schon wird der Akku aufgeladen“, erläutert Giers.

Die komplette Elektronik inklusive Sensoren, Auswertung und LED ist im Griff vergossen. Dadurch existiert kein Spalt, in den sich Keime festsetzen können. Eine weitere Besonderheit: Der Instrumentengriff lässt sich bei 134 °C sterilisieren. Da die Elektronik beim Sterilisationsprozess ausgeschaltet ist, übersteht sie die hohen Temperaturen unbeschadet. „Bislang gibt es keine Elektronik in chirurgischen Instrumenten, sie wird durch die Hitze funktionsunfähig“, erklärt Giers.

Den Prototypen auf der Medtec in Augenschein nehmen

Die Forscher wollen den rund 9 cm langen Griff zudem um eine Funkschnittstelle erweitern, so dass die Sensordaten an einen PC übertragen werden und so der Operationsverlauf dokumentiert werden kann. Ein erster Prototyp wird vom 26. bis 28. Februar auf der Messe Medtec in Stuttgart am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 3, Stand B04 präsentiert.

Kontakt:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

D-70569 Stuttgart

www.fraunhofer.de

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