Klinikrobotik Servierroboter „Helga“ soll Kinderkliniken entlasten

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Ein Roboter auf Basis eines handelsüblichen Servierroboters soll in einer Münchner Kinderklinik die stündlichen neurologischen Kontrollen nach Gehirnerschütterungen übernehmen. Das Fraunhofer IPA setzt dabei auf 20 Jahre Robotik-Erfahrung – doch bis zum zertifizierten Medizinprodukt bleiben Fragen offen.

Wer mit einer Gehirnerschütterung ins Krankenhaus kommt, wird dort unabhängig vom Alter meist 24 bis 48 Stunden engmaschig überwacht – Leitlinien für Erwachsene wie für Kinder verlangen kurzfristige, standardisierte Kontrollen von Pupillenreaktion, Herzfrequenz, Sprache und Motorik. Bei Kindern bedeutet das zusätzlich: Die Kontrolle muss kindgerecht vermittelt werden, was den Zeitaufwand pro Kind auf fünf bis zehn Minuten treiben kann. An Tagen mit vielen Patientinnen und Patienten bindet das spürbar Personal. Genau hier setzt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) gemeinsam mit dem Dr. von Haunerschen Kinderspital des LMU Klinikums München an: mit einem Roboter, der die kindgerechte Durchführung dieser Routinekontrollen übernehmen soll.
 Der Roboter trägt den Namen „Helga“ und befindet sich derzeit im klinischen Testbetrieb. Sein Unterbau ist keine Spezialkonstruktion, sondern ein handelsüblicher Servierroboter, wie er auch in der Gastronomie zum Einsatz kommt. Neu entwickelt wurde lediglich der „Kopf“: ein Rechner mit Touchscreen und Sensoren, die berührungslos Pupillenreaktion und Herzfrequenz erfassen sollen, und zwar über eine eigens konzipierte Kamera-Licht-Einheit. Über interaktive Bildschirmelemente sollen zudem sprachliche und motorische Fähigkeiten nach der Glasgow Coma Scale (GCS) geprüft werden, etwa indem Kinder Tiere benennen oder ihr Befinden über Smileys angeben. Die GCS ist ein neurologisches Bewertungssystem, das weltweit in der Notfallmedizin und Intensivpflege eingesetzt wird, um den Grad einer Bewusstseinsstörung oder eines Schädel-Hirn-Traumas (SHT) standardisiert einschätzen zu können.

20 Jahre Robotik-Erfahrung

Hinter dem Projekt steht keine neue Entwicklung, sondern eine seit rund 20 Jahren gewachsene Robotik-Linie des Instituts. Projektleiterin Birgit Graf leitet am Fraunhofer IPA die Gruppe Haushalts- und Assistenzrobotik und war an der Care-O-bot-Serie beteiligt, dem bislang bekanntesten Servicerobotik-Projekt des Hauses. Care-O-bot 4 wurde komplett am Institut konstruiert, mit patentierten Kugelgelenken und wechselbaren Greifarmen, und vom Fraunhofer-Spin-off Unity Robotics als Verkaufsassistent „Paul“ in Saturn-Märkten kommerzialisiert.
 Bei Helga zeigt sich jedoch ein anderer Ansatz: Statt erneut eigene Hardware zu entwickeln, greift das Institut auf eine vorhandene, günstige Plattform zurück und konzentriert die Entwicklungsarbeit auf die Sensorik. Auch softwareseitig wird auf frühere Arbeiten zurückgegriffen: Funktionen zur Erkennung sitzender Personen und zur Berechnung geeigneter Interaktionspositionen stammen aus dem älteren Projekt „SeRoDi“. Eine in einem weiteren Vorgängerprojekt erprobte Tür-Erkennungsfunktion soll künftig ebenfalls übertragen werden; bislang sind geschlossene Zimmertüren für den Roboter noch eine Barriere.

Ein weiter Weg zum Medizinprodukt

Wie belastbar das System tatsächlich ist, lässt sich derzeit nicht abschließend beurteilen. Eine wissenschaftliche Begleitstudie mit rund 120 Patientinnen und Patienten läuft, in der Vitaldaten parallel durch Personal und Roboter erfasst und verglichen werden; veröffentlichte Ergebnisse liegen noch nicht vor.
 Offen ist insbesondere, wie zuverlässig die automatisierte Erfassung im Vergleich zur klinischen Einschätzung erfahrenen Pflegepersonals bei Grenzfällen ausfällt; die GCS verlangt an mehreren Stellen ärztliches bzw. pflegerisches Urteilsvermögen, das sich nicht ohne Weiteres in Sensordaten abbilden lässt. Auch zur Akzeptanz bei kranken Kindern und ihren Eltern, die in der Studie ebenfalls befragt werden, gibt es bislang keine veröffentlichten Resultate.
 Bis zu einem zertifizierten Medizinprodukt ist es nach eigener Einschätzung des Instituts noch ein weiter Weg: Das Fraunhofer IPA sucht derzeit Partner aus Medizintechnik, Kliniken und Roboterherstellern für die Weiterentwicklung. Ob Helga diesen Weg in die Regelversorgung tatsächlich schafft oder ob sie, wie mancher Servicerobotik-Prototyp der vergangenen Jahre, ein Forschungsobjekt bleibt, dürfte sich erst zeigen, wenn belastbare Studiendaten und ein klarer regulatorischer Pfad vorliegen.