Hintergrund Autonome Roboteraktionen können prinzipiell eine Hilfestellung für die Chirurgie darstellen. Eine systematische Evaluierung steht allerdings aus. Ziel dieser Studie war es, erstmals die Machbarkeit, Sicherheit und Genauigkeit von Sternotomien und Kraniotomien zu untersuchen, die autonom von Robotern durchgeführt wurden.
Methoden Bei sieben Schweinen wurde der komplette Prozess von der Planung bis hin zur Ausführung der Roboteraktion evaluiert: 3D Bildgebung (Spiral-CT, Schichtdicken von A) 2 vs. 4 mm bzw. B) 1,5 vs. 3 mm), 3D-Lokalisation von Markern, Trajektorienplanung, Matching der Registrierung mit den 3D-Bilddaten, Registrierungsfehler, Effektor-Kräfte (Knochenfräse). Die Robotertrajektorien zur A) medianen Sternotomie und B) Kraniotomie (n=28) wurden autonom durch einen Einarm-Roboter ausgeführt. Eine 3D-Vektoranalyse der geplanten versus der ausgeführten Trajektorien wurde anhand der CT-Bilddaten errechnet (Schichtdicke 1,5 mm). Es wurde eine Kraftbegrenzung von 35 N verwendet.
Ergebnisse 93% der Sternotomien und 86% der Kraniotomien waren als autonome Roboteraktion durchführbar. Es musste kein Not-Stop der Aktion ausgeführt werden. Die Unterschiede in der Detektion der Marker betrugen <2 mm und waren höher in der Kraniotomiegruppe (p<0,05). Der Registrierungsfehler war in der Sternotomiegruppe höher (p=0,03). Die mittlere Abweichung von der berechneten Trajektorie betrug A) 2,59±1,14 mm, B) 2,56±1,21 mm (n.s.). Bei Schichtbilddicken von ≤3 mm betrug die Abweichung von der geplanten Trajektorie 2,51±1,16 vs. 2,66±1,13 mm (Schichtdicken >3 mm) (n.s.). Die größten Kraftwerte traten am Ende der Trajektorien auf (21–44 N).
Schlussfolgerungen Sicherheit, Machbarkeit und Genauigkeit der Roboteraktionen waren akzeptabel. Diese ersten Evaluierungsdaten könnten als Grundlage zukünftiger Aufgaben im Bereich der autonomen Roboterchirurgie dienen.