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KI im OP: Wie wird die Zukunft aussehen?

Seit mehr als fünf Jahren arbeitet die Medizinische Hochschule Hannover bereits mit dem Da Vinci: Der OP-Roboter unterstützt bei Eingriffen. Ein Stück Zukunft ist im Alltag angekommen – wie wird sich die Technik weiterentwickeln?

4 Min. Lesezeit
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So kann eine Operation mit einem Da-Vinci-Operationssystem aussehen. (Foto: Gerain0812 / Shutterstock)

Der Einsatz von Robotern ist in der Medizinischen Hochschule Hannover Alltag: Seit 2017 unterstützt ein Da-Vinci-Operationssystem bei Eingriffen. „Jeden Tag gibt es eine Abteilung, die ihn benutzen darf, er ist ausgebucht“, erzählt Dr. Linda Feldbrügge. Sie selbst hat bereits mehrere Jahre Erfahrungen mit dem System gesammelt, zuerst an der Charité in Berlin, seit dem Februar dieses Jahres ist sie an der MHH.

Für sie ist die Nutzung des Da-Vinci-Operationssystems in vielerlei Hinsicht eine Erleichterung, etwa, weil die Sicht deutlich besser sei. „Man hat eine 3D-Sicht; wenn man mit der normalen Laparoskopie schaut, dann ist alles in 2D“, sagt sie. Die Laparoskopie ist ein minimal-invasives Operationsverfahren, bei dem statt eines großen Schnitts, wie es bei einer offenen OP üblich ist, kleine Schnitte gesetzt werden.

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Das klare Bild kommt dank KI-Algorithmen zustande, die die 3D-Bilder der Kamera innerhalb des:der Patient:in analysieren. „Diese Algorithmen helfen bei der Identifizierung von anatomischen Strukturen, Blutgefäßen und kritischen Geweben, was dem Chirurgen eine klarere Sicht verschafft und bei der Entscheidungsfindung während des Eingriffs hilfreich ist“, so Narges Ahmidi, Abteilungsleiterin Reasoned AI Decisions am Fraunhofer-Institut für Kognitives Systeme (IKS).

OP mit Roboter ist eine Weiterentwicklung der minimal-invasiven Technik

Die Operation mit dem Da-Vinci-System ist minimal-invasiv – allerdings ist sie quasi die Weiterentwicklung dieser Technik. Bei herkömmlichen minimal-invasiven Operationen müssen beispielsweise die Assistent:innen die Kamera permanent halten, die in das Patient:inneninnere schaut. Die Operateur:innen agieren mit langem OP-Werkzeug, sie haben es direkt in der Hand. Ein leichtes Zittern oder mal ein Zucken, was absolut menschlich ist, kann da passieren.

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Beim Roboter Da Vinci kann das dagegen nicht passieren. Bei seinem Einsatz muss kein Mensch die Kamera konstant wackelfrei halten, den langen Stab, an dessen Spitze sich das OP-Werkzeug befindet, hält er ebenfalls frei von Zittern und Zucken. Diese menschlichen Bewegungen werden mit KI-Algorithmen herausgerechnet und kompensiert. Die Operateur:innen bewegen über die Steuerung an der Konsole, die extern neben dem OP-Roboter im OP-Saal steht, nur die Spitze. Das ermöglicht ihnen Zugang zu Strukturen, die sie mit der bisherigen minimal-invasiven Operationen nicht erreicht haben.

Da-Vinci-Einsatz wird individuell entschieden

Eingesetzt wird Da Vinci nach einer individuellen Beratung: Je nach Eingriff wird entschieden, ob eine offene OP – das bedeutet ein Eingriff mit einem großen Schnitt – oder eine minimal-invasive mit oder ohne Roboter infrage kommt. Da Vinci ist in der MHH gefragt: Das Gerät ist im Dauereinsatz, die Viszeralchirurgie hat ihn beispielsweise zwei Tage pro Woche.

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Für Patient:innen ist der schonendere Eingriff ein Vorteil, auch wenn die Vorbereitung seines Einsatzes, währenddessen Patient:innen bereits in der Narkose auf dem OP-Tisch sind, etwa 30 Minuten in Anspruch nimmt und die Operation somit länger dauert.

Der schonendere Eingriff, der eine schnellere Heilung mit sich bringt, macht das allerdings wieder wett. Die vier Roboterarme von Da Vinci, die sich während der OP über dem OP-Tisch und dem:der Patient:in befinden, sind laut Ahmidi mit Sensoren ausgestattet, die etwa den Gewebewiderstand messen. Entsprechend wird die Bewegung jedes Roboterarms angepasst, was wiederum auf die Schonung des Gewebes der Patient:innen einzahlt. Unnötige Bewegungen oder unnötiger Druck auf Gewebe werden damit verhindert.

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Dr. Linda Feldbrügge arbeitet regelmäßig mit dem Da-Vinci-Operationssystem. (Foto: Kathrin Reinsch / MHH)

Zudem ist die Operation auch angenehmer durchzuführen: Statt Stunden am OP-Tisch zu stehen, kann die:der Chirurg:in während der Operation sitzen. „Ich sitze bequem an dieser Konsole und kann ganz in Ruhe mit guter Ergonomie diese Instrumente bedienen“, so Feldbrügge. Die Bedienung über die Handsteuerung erfordere zwar Übung, allerdings sei sie dennoch intuitiv. Angenehmer mache die Arbeit mit Da Vinci auch das klare Bild, das Feldbrügge lobt.

VR und AR im OP

Und auch ein Wunsch, den Feldbrügge äußerte, könnte in der Realität ankommen: Daten von Patient:innen, die für die OP relevant sind, könnten direkt in dem System angezeigt werden. „KI-Algorithmen werden während der Operation Patientendaten, Krankenakten und physiologische Informationen in Echtzeit analysieren. Chirurgen erhalten personalisierte datengestützte Empfehlungen, die ihnen helfen, wichtige Entscheidungen während des Eingriffs zu treffen“, so Ahmidi.

Eine weitere Unterstützung wird die Einbindung von virtueller Realität und Augmented Reality sein: „Chirurgen können durch den Körper des Patienten ‚hindurchsehen‘, was komplexe Operationen überschaubarer macht und das Risiko von Komplikationen verringert“, sagt Ahmidi.

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Durch die Datenanalyse könnten zukünftig auch mögliche Komplikationen während einer OP vorhergesagt werden. Dafür wird KI bereits bestehende Patient:innendaten nutzen und auf der Basis Komplikationen vorhersagen. Dazu kommen personalisierte Behandlungspläne. „Die Chirurgen werden Zugang zu Empfehlungen haben, die auf den einzigartigen Merkmalen eines Patienten basieren, was zu effektiveren und gezielteren Eingriffen führt“, sagt Ahmidi.

Ebenfalls werde KI bei der Dokumentation unterstützen und automatisch Operationsberichte erstellen. Dazu werde KI auch bei der Wartung von chirurgischen Geräten helfen sowie mit Sensoren den Operationssaal auf mögliche Infektionsrisiken hin überwachen – und: kontinuierlich in allen Bereichen weiterlernen und damit immer neue Verbesserungen bringen.

Im Notfall hilft kein KI-Roboter

Für die Ärzt:innen, die die Operationen durchführen, könnte es perspektivisch außerdem nicht mehr Pflicht sein, am OP-Tisch zu stehen. Während Feldbrügge und ihre Kolleg:innen bereits jetzt einige Meter entfernt an der Konsole sitzen, sei es laut Ahmidi möglich, dass ihre Assistent:innen in Zukunft aus weiterer Entfernung arbeiten. Allerdings trifft diese technische Perspektive auf die Ethik der Mediziner:innen.

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„Ich kann mir nicht vorstellen, nicht in dem Raum zu sein, in dem der Patient ist, für den ich verantwortlich bin“, sagt sie. Sollte es schließlich bei dem minimalinvasiven Eingriff Komplikationen geben, müsse der Roboter weichen und es werde ein Schnitt gesetzt, der Leben retten könne – ein Roboter mit KI kann diesen nicht setzen.

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