Semiaktives Roboter-Assistenzsystem für die Implantation von Kniegelenksendoprothesen

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 552378387

Es wird ein Antrag für ein Roboter-Assistenzsystem gestellt, welches für die experimentelle und klinische Forschung in der Orthopädie bestimmt ist und in ein bestehendes Umfeld für experimentelle Robotik integriert wird. Die Technische Universität München setzt einen Schwerpunkt auf die medizintechnischen High-Tech Forschungsbereiche, in Kooperation mit dem Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence und dem Munich Data Science Institute. 2020 wurde das Zentrum für Medizinische Robotik und Maschinelle Intelligenz am Klinikum rechts der Isar als inter- und multidisziplinäre Forschungsumgebung etabliert. Ziel ist die Förderung digitaler und robotischer Methoden innerhalb der verschiedenen medizinischen Lehrstühle. Am Lehrstuhl für Orthopädie wurde 2023 eine W2-TT Professur Machine Intelligence in Orthopaedics geschafften, deren Forschungsgebiete die Konzeptionierung von KI-Plattformen für multimodalen Daten zur systematischen Outcome Optimierung sowie die Entwicklung neuer Technologien in der Robotik und Extended Reality für die muskuloskelettale Chirurgie sind. Ziel ist die Entwicklung neuer Methoden zur theragnostischen Patientenversorgung unter Einbeziehung intelligenter Roboter- und Sensorsysteme. In der Klinik für Orthopädie wurde zusätzlich eine strukturierte Forschungsumgebung mit Etablierung von muskuloskelettalen roboter- und KI-basierten Forschungsgruppen in enger Kooperation mit dem MIRMI und dem MDSI aufgebaut, welche das beantragte semiaktive Roboter-Assistenzsystem nutzen werden. Im Fokus der experimentellen Forschung steht die Analyse und Weiterentwicklung von Roboter-Assistenzsystemen. Typenspezifische Unterschiede sowie die Workflow-Optimierung und die Entwicklung neuer Sensoriksysteme stellen dabei den Forschungsgegenstand dar. Die Klinik für Orthopädie verfügt bereits über ein Roboter-Assistenzsystem, sowie über ein S2-Labor und einen interdisziplinären Mock-OP zur Simulation realistischer OP-Umgebung, welche für biomechanische und ex-vivo Studien genutzt werden. Die Ergebnisse aus der experimentellen Forschung werden anschließend in die klinische Forschung mit einbezogen. In der klinischen Forschung steht die Akquirierung von Daten entlang des digitalen Behandlungspfades im Mittelpunkt. Der Einsatz des Roboter-Assistenzsystems ermöglicht die objektive und standardisierte Erfassung intraoperativer Befunde, von der Analyse des individuellen Alignments, der 3D Planung, dem „Dynamic joint balancing“ und der präzisen Umsetzung der Implantation. Dadurch werden umfangreichere und diversifizierte Daten verfügbar, welche von den Forschungsgruppen genutzt und mit dem Outcome korreliert werden, um personalisierte Behandlungskonzepte und Decision-Support-Systeme zu entwickeln. Das Klinikum rechts der Isar bietet somit ein einzigartiges Umfeld und Expertise für die experimentelle und klinische Forschung mit Roboter-Assistenzsystemen, welche zu einer Verbesserung der Versorgungsqualität von orthopädischen Patienten führen kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Semiaktives Roboter-Assistenzsystem für die Implantation von Kniegelenksendoprothesen
• Gerätegruppe: 3790 Sonstige spezielle Geräte der Chirurgie
• Antragstellende Institution: Technische Universität München (TUM)
• Leiter: Professor Dr. Rüdiger von Eisenhart-Rothe