Medizintechnik-Patent der Woche Roboter zum Anbohren des Schädels

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Aus der Fülle an Einreichungen beim Deutschen Patent- und Markenamt (DPMA) und Europäischen Patentamt (EPA) präsentiert die Devicemed-Redaktion wöchentlich das „Patent der Woche“. Heute: ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung medizintechnischer Bilddaten im Zusammenhang mit einer Trepanation.

Nach einem schweren Schädel-Hirn-Trauma kann sich ein Bluterguss unter der Schädeldecke bilden und das Gehirn gefährlich einengen. In solchen Situationen kann eine Trepanation, also das Anbohren des Schädels, bei hohem Hirndruck Entlastung schaffen und Leben retten. Bisher erfordert der Eingriff viel Fachwissen und nimmt oft wertvolle Zeit in Anspruch – insbesondere bei Notfällen kann das lebensrettende Minuten kosten.

Wie sieht die patentierte Lösung aus?

Das deutsche Patent der Esspen GMBH umfasst einen hochautomatisierten Roboter zum Setzen einer Trepanationsbohrung. Das hier beschriebene Verfahren und der zugehörige Roboter machen es möglich, rasch und mit weniger hochspezialisiertem Personal als bisher eine Trepanationsbohrung durchzuführen.

Das Verfahren startet mit der computertomographischen Aufnahme (3D-Daten) des Schädels, an dem zuvor Marker (5) befestigt wurden. Diese Marker tauchen in den CT-Bildern auf und ermöglichen eine klare Zuordnung zwischen Schädelstrukturen und den äußeren Referenzpunkten. Ein chirurgisches Navigationssystem erfasst die Markerpositionen erneut, nachdem der Patient verlagert wurde (z. B. vom CT-Gerät zum Roboter). So lässt sich auch in neuer Lage eindeutig bestimmen, wo die Instrumente ansetzen sollen.

Die eigentliche Bohrvorrichtung (7) ist als voll- oder teilautomatisierter Roboter konzipiert, der verschiedene Freiheitsgrade besitzt. Er wird über die zuvor erfassten 3D-Daten und Navigationssignale gesteuert und kann Lage, Ausrichtung und Bohrvorschub exakt anpassen. Um die Präzision zu erhöhen, verifiziert das System die Position des Bohrers (11) nicht nur über das Navigationssystem, sondern auch über mehrere Messvorrichtungen (Winkel, Länge) am Roboter selbst und eine optische Überwachungseinheit. Erst wenn alle drei Systeme übereinstimmende Daten liefern, wird die Bohrung freigegeben.

Ein Kernpunkt ist die Möglichkeit, die ursprünglichen CT-Daten in Echtzeit an veränderte anatomische Gegebenheiten anzupassen – beispielsweise wenn sich ein Hämatom vergrößert. Diese „elastische Fusion“ kombiniert die Detailtiefe der CT-Bilder mit aktuellen Messdaten (Ultraschall, optische Systeme etc.). So bleibt das Bildmaterial stets auf dem neuesten Stand und steigert die Genauigkeit der Robotersteuerung.

Besonders hervorzuheben ist, dass dieses gesamte System in einem Rettungswagen untergebracht sein kann, um direkt am Unfallort oder während des Transports eingesetzt zu werden.

Warum ist das interessant?

Das Patent schützt nicht nur die Vorrichtung, also den Roboter, sondern auch das Verfahren und somit die zugehörige Software. Das Patent ist daher ein schönes Beispiel dafür, dass Erfindungen oftmals in der Kombination aus Software und Hardware liegen und durch Patente geschützt werden können.

Patentdaten

• Aktenzeichen: DE102023131771B3

• Anmeldetag: 15.11.2023

• Veröffentlichungstag: 06.02.2025

• Anmelder: Esspen GmbH, 91052 Forchheim, [DE]

• Erfinder: Tran, Phat, Dr., 91058 Erlangen [DE]

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