Robotik im Operationssaal TUM Klinikum optimiert chirurgische Workflows

Die Klinik für Neurochirurgie am TUM Klinikum nutzt Software-gestützte Planung, robotische Bildgebung und darauf aufbauende Navigation, um die Patientenversorgung auf ein neues Niveau zu heben. Als offene Plattform konzipiert, unterstützen Lösungen von Brainlab das Team um Klinikdirektor Prof. Dr. Bernhard Meyer dabei, kraniale und spinale Eingriffe präzise, sicher und mit Blick auf individuelle Bedürfnisse der Patienten durchzuführen.

Das TUM Klinikum ist das Klinikum der Technischen Universität München (TUM), das im August 2024 aus dem Zusammenschluss des Klinikums rechts der Isar mit dem Deutschen Herzzentrum München hervorgegangen ist. An seinem Standort Rechts der Isar widmen sich fast 7.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Krankenversorgung, Forschung und Lehre. Jährlich profitieren rund 56.000 Patientinnen und Patienten von einer stationären Betreuung auf höchstem medizinischem Niveau. Als Haus der Maximalversorgung deckt das Klinikum das gesamte Spektrum moderner Medizin ab. Durch die enge Kooperation von Krankenversorgung und Forschung kommen neue Erkenntnisse aus wissenschaftlichen Studien früh der Patientenversorgung zugute. Auch die Klinik für Neurochirurgie forscht zu neuen Behandlungsmethoden und arbeitet täglich daran, ihre Patientinnen und Patienten bestmöglich zu betreuen. Geleitet wird sie von Direktor Prof. Dr. Bernhard Meyer, der zugleich Leiter des Wirbelsäulenzentrums am TUM Klinikum ist.

Anspruch: Patientenversorgung stetig optimieren

Die Neurochirurgische Klinik bietet Behandlungen in den Bereichen Neuroonkologie, vaskuläre Neurochirurgie sowie Wirbelsäulenchirurgie an und forscht verstärkt im Bereich Neurotechnologie. Jährlich führt sie über 4.500 kraniale und spinale Eingriffe durch, die von der Behandlung degenerativer Wirbelsäulenerkrankungen bis zur Tumorresektion reichen. Eine hochmoderne Ausstattung der vier OP-Säle ist unerlässlich, um den Chirurginnen und Chirurgen die nötige Präzision und Sicherheit zu ermöglichen.

Kritische Bestandteile des chirurgischen Workflows sind vor diesem Hintergrund Planung, Navigation und Bildgebung. Dies ist entscheidend, um bereits im OP-Saal festzustellen, ob das jeweilige Operationsziel erreicht wurde. Greifen diese Schritte reibungslos ineinander, kann das die Behandlungsqualität merklich verbessern. Eine wesentliche Rolle fällt in diesem Kontext der Robotik zu. Häufig als Revolution in der Neurochirurgie angepriesen, muss sie als Teil des chirurgischen Arbeitsablaufs begriffen werden, den es Stück für zu Stück zu optimieren gilt – eingebettet in vor- und nachgelagerte Arbeitsschritte und ein umfassendes Software-Ökosystem. In ihrer Summe können diese Prozessverbesserungen nachhaltige Fortschritte in der Patientenbehandlung erzielen.

Navigation, Planung und Dokumentation auf einer Plattform digitalisieren

Diesem Ansatz folgend, setzt die Klinik für die kraniale und spinale Navigation schon seit 2006 verschiedene Lösungen des Münchner Medizintechnologieanbieters Brainlab ein. Unter anderem nutzt das Team um Prof. Meyer die bildgestützte Chirurgieplattform Curve. Diese verbindet Software mit OP-Integration und schafft so eine Plattform, um verschiedene Schritte des chirurgischen Arbeitsablaufs zu digitalisieren und durch konsistentes Datenmanagement zu vereinfachen. Auf diese Art und Weise ermöglicht sie Chirurginnen, während der OP schnell auf aktuelle Bild- und Patientendaten zuzugreifen und darin zu navigieren. Dadurch können sie den OP-Fortschritt fortlaufend überprüfen und bei Bedarf Korrekturen vornehmen, was dazu beiträgt, das Fehlerrisiko zu senken. Eine Software-Anbindung erlaubt außerdem, Eingriffe vorab zu simulieren, intraoperativ auf die Planung zuzugreifen und diese gegebenenfalls. anzupassen. Per Infrarotkamera können OP-Instrumente in Echtzeit getrackt und Implantate in die Simulation eingebracht werden. Nach der OP lassen sich die Daten über die Plattform eindeutig ablegen und archivieren. Über ein Feature der Navigationssoftware lassen sich zudem alle relevanten Daten über das Okular des Mikroskops direkt in das Sichtfeld der Chirurginnen und Chirurgen einspielen, zum Beispiel die Tumorstruktur oder kritische Strukturen, die unbedingt geschützt werden müssen. Dadurch kann sich der Operateur ganz auf den Eingriff und den Patienten fokussieren, ohne den Blick von dem Operationsfeld abwenden zu müssen. Dies senkt nicht nur das Fehlerrisiko, sondern macht auch das Arbeiten insgesamt ergonomischer.
Das Team um Prof. Meyer nutzte die Navigationslösung von Anfang an bei Operationen von Hirntumoren und Aneurysmen sowie bei Eingriffen an der Wirbelsäule. Mittlerweile erfolgt in diesem Bereich jede OP navigiert. Im Laufe der Zeit implementierte die Klinik sukzessive weitere Lösungen, um die Prozessschritte entlang des chirurgischen Arbeitsablaufs weiter zu verbessern. So integrierte sie 2022 den Roboterarm Cirq, 2024 folgte der mobile Bildgebungsroboter Loop-X. In ihrer Gesamtheit stellen die drei Lösungen die Brainlab Robotic Suite dar, die Präzision und Sicherheit entlang des gesamten chirurgischen Workflows unterstützt.

Robotische Unterstützung entlang des gesamten Workflows

Am Bildgebungsroboter überzeugte die Klinik die Kombination aus Design, robotischer Bewegung und intraoperativer Bildgebung. Die besonders große Öffnung des Rings ermöglicht Bildgebung zum Beispiel auch dann, wenn der Patient auf der Seite liegt – so können auch moderne OP-Strategien durchgeführt werden. Dennoch benötigt die Maschine so wenig Platz, dass sie auch in kleinere Operationssäle passt. Die Vorteile der Robotik werden sichtbar, wenn sich das System eigenständig von seiner Parkposition an die richtige Stelle bewegt, ein 3D-Röntgenbild aufnimmt und wieder zurückfährt. Nicht zuletzt waren aber die neuen Fähigkeiten der Cone-Beam-CT-Bildgebung entscheidend – das Röntgensystem kann die Untersuchung genau und zielgerichtet vornehmen. Strahlung wird vor allem in der zu operierenden Region appliziert, andere Organe geschont und in der Regel sogar eine bessere Bildqualität erzielt. Auch Strukturen mit großen Durchmessern wie das Becken kann das Gerät vollständig aufnehmen.

Am Ende der chirurgischen Prozesskette steht der Roboterarm Cirq, der das Team um Prof. Meyer dabei unterstützt, Implantate präzise zu platzieren. Er wird direkt am OP-Tisch installiert, wo die Anwenderinnen und Anwender ihn zunächst per Hand grob in Position bringen, bevor er automatisch an die geplante Feineinstellung navigiert und auf diese Weise dabei hilft, die Führung der chirurgischen Instrumente millimetergenau auszurichten. Während die bild- und software-gestützte Navigation am Klinikum häufig bei spinalen Eingriffen zum Einsatz kommt, sieht Prof. Meyer das Potenzial für den Roboterarm darüber hinaus im kranialen Bereich, wo er ihn insbesondere bei der stereotaktischen Biopsie einsetzt. Zukünftiges Potenzial erkennt er auch beim Einsetzen von Elektroden im Kontext der tiefen Hirnstimulation.

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