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.
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.
