Elektronikfertigung

Kuka-Roboter in der Medizintechnik

28. August 2020, 06:00 Uhr   |  Axel Weber (Kuka)

Kuka-Roboter in der Medizintechnik
© Kuka

Beispiel aus der Haartransplantation: Dank des LBR Med lassen sich einzelne Schritte des Verfahrens automatisieren.

Mit dem LBR Med von der fixen Idee zum fertigen Medizinroboter

Medizinroboter sind prädestiniert sie für den Einsatz in einem Umfeld, in dem sich Tätigkeiten und Abläufe wiederholen.  Ein Beispiel dafür ist die Haartransplantation (Aufmacherbild). Dabei müssen mehrere Hundert einzelne Haare aus dem Hinterkopf geerntet und in den Vorderkopf wieder implantiert werden. Eine perfekte Tätigkeit, um sie mithilfe eines Roboters zu automatisieren. Hinzu kommen hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Verlässlichkeit. Roboter werden nicht müde und können über eine lange Zeit immer wiederkehrende Tätigkeiten zuverlässig erledigen. Deshalb eignen sie sich auch bestens als Assistenzsysteme im Operationssaal, wo sie über Stunden ermüdungsfrei eine Position exakt halten oder Instrumente zielgenau führen können.

Die Potenziale der Robotik liegen in Zeiten einer zunehmend überalternden Gesellschaft und einer immer spezialisierten Medizin auf der Hand. Zudem gehen den hochentwickelten Industrienationen mehr und mehr die Fachkräfte aus – sowohl im Pflege- als auch im Ärztebereich. Diese Lücke können Roboter als Assistenzsysteme unterstützend füllen. Was sich logisch und leicht anhört, ist allerdings eher kompliziert: Roboter sind per se komplexe Systeme. Bereits zertifizierte Geräte wie der LBR Med (Bild 1) von der Kuka AG, Augsburg, erleichtern jedoch ihren Einsatz in Medizinprodukten.

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So hilft der LBR Med Medizintechnik-Herstellern

Der LBR Med ist ein kollaborativer Roboter, also geeignet für Anwendungen, die auf eine Zusammenarbeit von Mensch und Maschine setzen. Er ist seit nunmehr gut zwei Jahren auf dem Markt und bereits in eine zweistellige Zahl von Applikationen verbaut, die sehr unterschiedlich sind (Kasten). Ein Merkmal, das den Leichtbauroboter auszeichnet, ist die CB-Zertifizierung. Er ist die derzeit einzige robotische Komponente, die für den Einsatz in Medizinprodukten zertifiziert ist. Das erleichtert den Medizintechnik-Unternehmen die Zulassung ihres eigenen Produkts erheblich. Wichtig: Der LBR Med selbst kann nicht als Medizinprodukt zugelassen werden, denn der bestimmungsgemäße Einsatz des Roboters ergibt sich erst aus der Anwendung, für die er seitens des Medizintechnik-Unternehmens vorgesehen ist. 

Das für die Größe und das Gewicht des LBR Med recht schlanke Design erleichtert die Integration in ein Medizinprodukt. Die sieben Achsen bieten jedem Partner eine größtmögliche Flexibilität hinsichtlich der Beweglichkeit und Positionierung. Aber es gibt auch Grenzen. So lassen sich  sehr kleine, feine und diffizile Applikationen aktuell nicht umsetzen. Eine weitere Beschränkung ist die Traglast von maximal 14 Kilogramm, die für die allermeisten Anwendungen aber ausreicht. Unternehmen können sich den Roboter jedoch auch für eine gewisse Zeit mieten – Grundschulung inklusive – und die Umsetzung ihrer Ideen ausprobieren. Auf Wunsch wird diese Phase auch vom technischen Support unterstützt.

So unterstützt Kuka seine Kunden

Der LBR Med ist die erste robotische Komponente, die zur Integration in ein Medizinprodukt weltweit zertifiziert ist.
© Kuka

Bild1. Der LBR Med ist die erste robotische Komponente, die zur Integration in ein Medizinprodukt weltweit zertifiziert ist.

In konkreten Projekten ist die Zusammenarbeit zwischen Kuka und dem Medizintechnik-Unternehmen dann sehr eng. Über die firmeneigenen Colleges erfolgen die notwendigen Schulungen und Einweisungen, auch das wieder weltweit und in der jeweiligen Landessprache. Der technische Support begleitet den Partner dann ebenfalls sehr eng. Das speziell für die Medizinrobotik aufgestellte Entwicklungsteam bietet modulare Softwarepakte an, die der Kunde für die Realisierung seiner Applikation verwenden kann. Während des gesamten Prozesses achtet das Qualitätsmanagement darauf, dass die einschlägigen Anforderungen erfüllt sind.

Um eine nahtlose Integration des Roboters in die medizinische Anwendung zu gewährleisten, stehen den Partnern Echtzeitschnittstellen zur Verfügung, die für eine schnelle und verlässliche bidirektionale Kommunikation zwischen System/Software und Roboter unerlässlich sind. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Software dem Roboter jederzeit kommunizieren kann, wie und wohin er sich bewegen soll, und sie andererseits die Position des Roboters auslesen kann. 

Passen Roboter und Anwendung zusammen, kommt es zur Zulassung als Medizinprodukt. Hier ist mit der CB-Zertifizierung des LBR Med bereits ein Teil getan. Beim Rest unterstützt  Kuka seine Partner ebenfalls, beispielsweise durch Dokumentationen und Audits. Ist der Zulassungsprozess abgeschlossen, gilt es, gemeinsam den Produktlebenszyklus zu dokumentieren. Dabei müssen etwa Bugs, Anpassungen und Veränderungen, Erweiterungen, Serviceintervalle und ähnliches festgehalten werden. 

Autor

Axel Weber ist Vice President Medical Robotics bei Kuka

Links

Weitere Informationen zum Einsatz des LBR Med inder Medizintechnik finden Sie unter https://bit.ly/31D8JiV 

Quellen

[1] A. Weber: Gemeinsam von der Idee zum fertigen Produkt medical design 3/2020, S. 36 - 38 (Hier geht’s zum ePaper)

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