SCHUTZ GEGEN DAS CORONAVIRUS DURCH TELEMEDIZIN

CHIRURGISCHE FORSCHUNGSGRUPPE „MITI“ AM UNIVERSITÄTSKLINIKUM RECHTS DER ISAR ENTWICKELT DIGITAL GESTEUERTEM ROBOTIK-ARM UND ERÖFFNET WELTWEIT EINZIGARTIGE UNTERSUCHUNGSMÖGLICHKEITEN AUF DISTANZ

Schutz gegen das Coronavirus durch Telemedizin – Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt ProteCT ermöglicht Diagnostik und Therapie aus Distanz und setzt die Robotik für effektiven Infektionsschutz durch Telemedizin ein.

Zur Evaluation des Systems wurde bereits mit großem Erfolg eine klinische Studie an zwanzig echten Notaufnahme-Patienten am Klinikum rechts der Isar durchgeführt. Das Studienkonzept wurde in enger Zusammenarbeit mit der Ethikkommission erarbeitet. Eine derartige Studie eines vollständig funktionsfähigen robotischen telediagnostischen Systems an realen Patienten ist in dieser Form bisher einzigartig und wurde auf dem diesjährigen CARS Kongress vorgestellt und sehr positiv aufgenommen.

Als besondere Auszeichnung erhielten die Ingenieur*innen und Mediziner*innen um MITI-Leiter Prof. Dirk Wilhelm von der Klinik und Poliklinik für Chirurgie am Klinikum rechts der Isar Ende Juli für ProteCTden Hamlyn Design Award 2021. Dieser renommierte Preis wurde während des Hamlyn Symposium on Medical Robotics 2021 des Imperial College London virtuell verliehen.

Ein Roboterarm in der Kabine beim Abtasten des Bauchs des Testpatienten (Foto: Andrea Eppner, Klinikum rechts der Isar)



Coronainfiziert oder nicht? Das ist oft unklar, wenn Patient*innen mit Beschwerden in die Notaufnahme kommen. Mediziner*innen und Pflegekräfte schützen sich bei der ersten Untersuchung zwar so gut sie können, doch trotz aller Vorsicht bleibt immer ein Restrisiko, sich anzustecken. Expert*innen der Forschungsgruppe für minimal-invasive interdisziplinäre therapeutische Intervention (MITI) der Klinik und Poliklinik für Chirurgie des Klinikums rechts der Isar der Technischen Universität München (TUM) wollen dieses Risiko weiter reduzieren – mit einem robotischen Telediagnostiksystem, das eine berührungsfreie und damit noch sicherere Untersuchung erlaubt.

„ProteCT“ (Protection against the Coronavirus through Robot-Assisted Telemedicine), nennt sich das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Verbundprojekt, das in enger Kooperation mit der „Munich School of Robotics and Machine Intelligence“ (MSRM, Leitung: Prof. Dr.-Ing. Sami Haddadin) der TUM und der Franka Emika GmbH durchgeführt wird. Ziel sei „die Entwicklung eines robotergestützten Systems für die Untersuchung potenziell infektiöser Patienten“, erklärt Prof. Dirk Wilhelm, klinischer Leiter der Forschungsgruppe MITI am Klinikum rechts der Isar. Er ist auch Präsident des internationalen Kongresses CARS 2021 (Computer Assisted Radiology and Surgery), der vom 21. bis 25. Juni am Universitätsklinikum rechts der Isar in München stattfand – pandemiebedingt online. Forscher*innen aus aller Welt hatten dabei auch die Gelegenheit, ProteCT virtuell in Aktion zu erleben. Das Projekt erhielt dabei große Anerkennung durch das internationale Fachpublikum.
„Das System soll künftig eingesetzt werden, um Mitarbeiter des Gesundheitswesens zu unterstützen, sagt der Chirurg und Forscher Wilhelm. „Damit soll die Sicherheit sowohl für die Patienten als auch für das ärztliche Personal verbessert werden.“ Denn: Auch wenn sich Mediziner*innen und Pflegekräfte mit FFP2-Maske, Schutzanzug und vielem mehr schützen: Eine Garantie, sich bei der Untersuchung nicht anzustecken, gibt es nicht.

Das Robotersystem soll dieses Restrisiko weitgehend ausschalten: „Unsere langfristige Vision ist es, eine technische Lösung zu schaffen, die einer konventionellen Untersuchung in nichts nach steht“, sagt Daniel Ostler, technischer Leiter des Projekts und damit des großen interdisziplinären Teams innerhalb der Klinik und Poliklinik für Chirurgie, zu dem Expert*innen aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Medizin und vielen anderen gehören.
Ob das System das leisten kann und wie zuverlässig so gewonnene Ergebnisse sind, wurde zunächst an zehn gesunden Proband*innen im Universitätsklinikum rechts der Isar untersucht: Testpersonen unterzogen sich dazu in einer großen mit Hightech-Geräten ausgestatteten Kabine einer umfangreichen Diagnostik – ohne direkten Kontakt zu Mediziner*innen. Die Untersuchung folgte dabei einem festen Ablauf: Ein Arzt führte zunächst per Videoschalte ein Anamnesegespräch mit den Testpatient*innen. „Neueste Übertragungstechnik hilft uns hier eine vertrauensvolle Arzt-Patienten-Beziehung trotz räumlicher Trennung sicherzustellen“, erklärt Jonas Fuchtmann, Ingenieur im MITI-Team. Einfache Untersuchungen führen Proband*innen dann nach Anweisung des Arztes und von Videoanleitungen unterstützt selbst durch, darunter das Messen von Körpertemperatur, Blutdruck und Sauerstoffsättigung.

Nach dieser Basisdiagnostik untersuchte einer von insgesamt zwei Hightech-Roboterarmen die Testpatient*innen im Stehen und Liegen. Wichtig zu wissen: Diese Untersuchung erfolgte nicht automatisiert: Arzt oder Ärztin lenken mithilfe einer Steuerungskonsole von einem Kontrollraum aus jede Bewegung der Roboterarme. Dank der Kameras in der Kabine, die Livebilder auf zwei Monitore im Steuerungsraum übertragen, hat der Untersuchende die Testperson dabei stets gut im Blick und kann sie auch hören: Für einen besonders natürlichen Klangeindruck sind Raummikrofone an der Decke der Kabine angebracht.

Roboterarm eins ist für die Untersuchung des Bauchraums und des Brustkorbs mit drei Aufsätzen ausgestattet, mit denen er die Herztöne aufzeichnen, den Bauch abtasten und die Brust beklopfen und abhören kann – notwendige Untersuchungen um etwa Anzeichen einer Lungenentzündung zu erkennen. Die Aufsätze sind dazu mit Membranen, teils mit Minimikrofonen und vor allem mit sensiblen Kraftsensoren ausgestattet. Sie verhindern, dass die Roboterfinger zu stark zudrücken. Bewegt der Untersuchende die Steuerungskonsole, spürt er zudem einen wachsenden Widerstand. „Die Stärke des Widerstands lässt sich dabei genau einstellen und anpassen“, erklärt Ingenieur Fuchtmann.
Bei den ersten Tests kamen alle Studienteilnehmer*innen gut mit den Anweisungen zurecht und gaben an, sich trotz der ungewohnten Untersuchung nicht unwohl gefühlt zu haben – von Anfang an ein wichtiges Anliegen der Forscher: Schon bei der Entwicklung habe man großen Wert darauf gelegt, „dass Patient*innen bei der Untersuchung stets das Gefühl haben, geborgen zu sein“, erklärt Maximilian Berlet, Arzt der Klinik und Poliklinik für Chirurgie. „Sie sollen sich nicht erschrecken und keine Angst haben.“ Darum sind die Wände der Untersuchungskabine aus Glas: So sind möglicherweise ansteckende Patient*innen von den Untersuchenden getrennt, haben aber nie das Gefühl, allein einem maschinellen System ausgeliefert zu sein. „Auf der anderen Seite der Glaswand können sie immer jemanden sehen, das empfinden viele als beruhigend“, sagt Berlet.

Corona-Abstrich per Roboterarm: Durch eine kleine Öffnung führt der Roboterarm einen Abstrichtupfer in den Rachen von MITI-Ingenieur Roman Krumpholz ein, der fürs Foto den Testpatienten gibt. (Foto: Andrea Eppner, Klinikum rechts der Isar)



Corona-Abstrich von Roboterhand: Selbst eine kontaktarme Blutabnahme in der Kabine ist möglich. In der Glaswand gibt es dazu eine Schleuse, durch die die Testperson ihren Arm hierfür nach draußen schiebt. Die Untersuchung von Mund und Rachen sowie der Corona-Abstrich erfolgten ganz zum Schluss mit dem zweiten Roboterarm. Die Testperson sitzt dabei auf einem Hocker, mit dem sie jederzeit nach hinten wegrollen kann, wenn sie bei der Untersuchung Angst bekommt oder sich erschreckt. Sie entscheidet zudem selbst, wann der Roboter loslegen darf – mit einem Tritt auf ein Pedal setzt sie das Gerät in Bewegung. Dann greift sich der Roboterarm einen Abstrichtupfer, führt diesen vorsichtig in den offenen Mund der Testperson ein und führt autonom mit einer kreisförmigen Bewegung vorsichtig den Rachenabstrich durch. In der Vorstudie haben sich diese Vorkehrungen als sehr wichtig erwiesen: Proband*innen fühlten sich dadurch weniger ausgeliefert, weil sie Kontrolle über die Untersuchung erhielten.

Auch die Dauer der Untersuchung zeigte sich als praxistauglich: Rund 13 Minuten erforderte ein vollständiger Durchlauf im Schnitt. „Etwa so lang wie eine vergleichbare, konventionelle Untersuchung in der Notaufnahme“, sagt Mediziner Berlet. Danach werden Kabine und Geräte nach einem strengen Plan gereinigt, den die Forscher*innen zusammen mit Hygieneexperten des Universitätsklinikums ausgetüftelt haben. Die Dauer der Reinigung – rund 15 Minuten – ist ebenfalls vergleichbar mit einer konventionellen Untersuchung.

Tests an Patient*innen im Klinikum rechts der Isar: Inzwischen haben die Forscher*innen schon den nächsten Schritt gewagt – von gesunden Testpersonen zu Patient*innen in der Notaufnahme. Wie Patient*innen in so einer Situation auf das Robotersystem reagieren, will man dabei an Menschen mit eher harmlosen Beschwerden herausfinden. „Unsere Studie soll dazu dienen, die ersten Ergebnisse zu bestätigen“, sagt Prof. Wilhelm, Geschäftsführender Oberarzt der Klinik und Poliklinik für Chirurgie. ProteCT ist dabei nur eines von vielen robotischen Projekten, die derzeit am MITI und am Zentrum für Medizinische Robotik und Maschinelle Intelligenz (MRMI) laufen. „Wir wollen Roboter dafür einsetzen, die medizinische Versorgung langfristig zu verbessern und Mitarbeiter im Gesundheitswesen zu unterstützen“, sagt Wilhelm. „ProteCT ist hierbei nur ein erster von vielen Ansätzen.“


Prof. Dr. Dirk Wilhelm
Geschäftsführender Oberarzt der Klinik und Poliklinik für Chirurgie

Bewährt sich das System, könnte es künftig nicht nur bei Infektionskrankheiten wie Covid-19 gute Dienste leisten. Denkbar ist auch der telemedizinische Einsatz in Krisengebieten über große Distanz. So könnten Spezialist*innen des Klinikums rechts der Isar zum Beispiel Patient*innen untersuchen, die sich weit entfernt befinden oder denen eine Vorstellung im Krankenhaus nicht möglich ist. Derartige Systeme eignen sich aber auch klinikintern, etwa für die Versorgung auf einer Infektionsstation.

Weiterführende Informationen:
KLINIKUM RECHTS DER ISAR/KLINIK UND POLIKLINIK FÜR CHIRURGIE:
Das Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München widmet sich mit 1.161 Betten und rund 6.000 Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen der Krankenversorgung, der Forschung und der Lehre. Jährlich profitieren rund 65.000 Patientinnen und Patienten von der stationären und rund 265.000 Patientinnen und Patienten von der ambulanten Betreuung. Das Klinikum ist ein Haus der Supra-Maximalversorgung, das das gesamte Spektrum moderner Medizin abdeckt. Seit 2003 ist das Klinikum rechts der Isar eine Anstalt des öffentlichen Rechts des Freistaats Bayern.

„Wissen schafft Heilung“ – das ist der Leitsatz der Medizin an der TU München. Er steht für eine besonders enge Verbindung zwischen medizinischer Forschung und Versorgung der Patienten: Jede neue Erkenntnis der Ärzte und Wissenschaftler kommt hier den Patienten möglichst direkt zugute. Und die Anforderungen, die die Ärzte in ihrer täglichen Arbeit für die Patienten erfahren, wirken sich wiederum auf die Zielsetzung der Forschungsprojekte aus. So arbeiten die Ärzte und Wissenschaftler von Klinikum rechts der Isar und Fakultät für Medizin Hand in Hand daran, sowohl den Patienten von heute als auch denen von morgen bestmögliche Hilfe anbieten zu können. Mit dieser Philosophie ist die Medizin der TUM international erfolgreich: Das Klinikum rechts der Isar und die Fakultät für Medizin der TUM stehen gemeinsam für Medizin mit weltweitem Renommee – in Patienten-versorgung, Forschung und Lehre.

Die Klinik und Poliklinik für Chirurgie beinhaltet die Allgemein-, Viszeral-, Thorax- und Transplantationschirurgie. Unter der Leitung von Prof. Dr. Helmut Friess betreut unser Team aus rund zehn spezialisierten Oberärzten und 30 Fach- und Assistenzärzten sowie einer hochmotivierten Pflege unsere Patientinnen und Patienten umfassend und individuell. Unsere Klinik ist ein von der Deutschen Krebsgesellschaft zertifiziertes Darmkrebs- und Pankreaskarzinomzentrum. Wir sind Teil des zertifizierten Onkologischen Zentrums des Klinikums rechts der Isar. Darüber hinaus sind wir ein von der Deutschen Gesellschaft für Allgemein- und Viszeralchirurgie ausgezeichnetes Exzellenzzentrum für die operative Behandlung von Speiseröhre und Magen, ebenso sind wir als Exzellenzzentrum für Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse benannt. Durch Spitzenforschung sowie durch die Stiftung Chirurgie TU München und damit verbundene Sonderfinanzierungen bewahrt sich unsere chirurgische Klinik einen technologischen Vorsprung gegenüber anderen Kliniken.

STIFTUNG CHIRURGIE TU MÜNCHEN:
Die Stiftung Chirurgie TU München ist eine Stiftung des bürgerlichen Rechts, anerkannt durch die Regierung von Oberbayern (Az. Regierung von Oberbayern: 12.1-1222.1M/C-11). Ziel der Stiftung ist die finanzielle Unterstützung der Klinik und Poliklinik für Chirurgie am Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München. Die Stiftung ermöglicht über Spenden von Privatpersonen, Patientinnen und Patienten, die Weiterentwicklung der Klinik und Poliklinik für Chirurgie und ihrer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in vielfältiger Art und Weise zu fördern. Sie setzt sich beispielsweise ein für Forschung und medizinischen Fortschritt, gut aus- und weitergebildetes Personal sowie bauliche Erneuerungen. Jede Spende ist willkommen. Sie erhalten eine steuerlich absetzbare Spenden-bescheinigung. Für Rückfragen steht zur Verfügung:

Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München
Klinik und Poliklinik für Chirurgie, Direktion Chirurgie
Univ.-Prof. Dr. med. Helmut Friess
Tel.: +49 89 4140- 2121, E-Mail: helmut.friess@tum.de

Professor. Dr. Friess, Direktor der Klinik und Poliklinik für Chirurgie
Univ.-Prof. Dr. med. Helmut Friess
Direktor der Klinik und Poliklinik für Chirurgie

Exzellenzzentrum für die Chirurgie des Magens und der Speiseröhre

Ansatz für neue Krebstherapien




Experten der Chirurgie des Universitätsklinikums rechts der Isar in München belegen erstmals Unterschiede im Fettstoffwechsel von Darmkrebszellen und entdecken einen Ansatz für neue Krebstherapien

Chirurgische Forschungsgruppe "MITI"

Exzellenzzentrum für Chirurgische Erkrankungen des Pankreas



Experten-Ranking

Univ.-Prof. Dr. H. Friess
gehört zu den TOP 10-Experten weltweit und gilt als TOP 3 in Europa

"Rising Star"


„Rising Star“ am Rechts der Isar - Herr PD Dr. Dr. I. Ekin Demir, Facharzt für Viszeralchirurgie, wird dieses Jahr mit dem renommierten Preis „Rising Star Award“ der UEG ausgezeichnet

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Deutsch-afrikanische Klinikpartnerschaft


Flaggen Deutschland, Ghana

Klinikum rechts der Isar kooperiert mit Klinik in Ghana