Instrumente, Roboter und Sensoren für medizintechnische Anwendungen

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1 operated by Instrumente, Roboter und Sensoren für medizintechnische Anwendungen Kooperationsforum Technopol Wiener Neustadt

2 Agenda Wer ist ACMIT / Themenbereiche Anforderungen in der Medizintechnik Kerntechnologien zur Lösung dieser Anforderungen Beispielhafte Anwendungen Austrian Center for Medical Innovation and Technology 2

3 Wer ist ACMIT ACMIT ist ein F&E-Zentrum für anwendungsorientierte Forschung in der Medizintechnik, mit Fokus auf minimal invasive Interventionen neue technologische Ansätze geringere Kosten weniger Risiken höhere Patientensicherheit Austrian Center for Medical Innovation and Technology 3

4 F&E Herausforderungen für MIP eingeschränkte Sicht mit dünnen Instrumenten Hochflexible Instrumente Möglichst kleine Instrumente Genauigkeit der Positionierung Hohe Kraft an der Instrumentenspitze Möglichst hohe Funktionalität Ferngesteuerte Operationen Hohe Funktionalität des Werkzeugs Maximale Information vom Operationsfeld Einfache Handhabung Austrian Center for Medical Innovation and Technology 4

5 Integratives und interdisziplinäres Vorgehen Workflow-Analyse und genaue Spezifkation von Problem und Ziel Integrative Herangehensweise in zwei Sichtweisen Interdisiplinäres Team Herausragende Kompetenz in Kerntechnologiefeldern Berücksichtigung der klinischen Relevanz Austrian Center for Medical Innovation and Technology 5

6 Optik- Design Sensoren Miniaturisierte Aktuatorik Modulare Roboterkompon. ACMIT Kerntechnologiefelder Systeme/ Applikationen ACMIT Projekte Bidirektionaler Austausch von Know-How... "Kerntechnologiefelder" Strategische Projekte Projekte with wiss. Partnern Wissensbasis (ET/INF/ME/MST, Regelungstechnik, Physik, Chemie, Mikrooptik, etc) Austrian Center for Medical Innovation and Technology 6

7 ACMIT Kerntechnologiefelder 1. Sensorik für Gewebeparameter und Instrument-Gewebe- Interaktion 2. Optikdesign 3. Miniaturisierte Aktuatorik 4. Analyse und Optimierung der Instrument-Gewebe Interaktion für Schneidprozesse 5. Flexible und/oder steuerbare Instrumente 6. Modulares Robotikkomponenten inkl. Bedienprinzipien 7. Dokumentation und Analyse des klinischen work-flow 8. Ausbildung und Training für neuartige Medizintechnik 9. Klinische Evaluierung 10. Design und Dokumentation für Medizintechnik Austrian Center for Medical Innovation and Technology 7

8 Beispiel: Bandscheibenoperation Herausforderungen: flexible Instrumentenachse mit inter-lock Option CTF5 Aktuatorik mit Sperrfunktion CTF3 Reduktion der Schneidkraft CTF4 Sensorgesteuerter Schneidprozess CTF1 Entwicklungsprozessunterstützung CTF7, 9, 10 Trainingsprozess CTF8 CTF1 CTF3 Bandscheibenoperation Flexibles Instrument für die Bearbeitung von hartem/weichem Gewebe CTF4 CTF7 CTF8 CTF9 CTF10 CTF Austrian Center for Medical Innovation and Technology 8

9 Beispiel: Mikro-Biopsie-Kryosonde Mikrokanal bis 100bar Druck Außendurchmesser 0,9mm hohe Zugkräfte an der Spitze hohe Flexibilität bei maximaler Knickfestigkeit Präzisionsvergusstechnik spezielles Design der Sondenspitze Austrian Center for Medical Innovation and Technology 9

10 Beispiel: Sterilisierbares Mikro-LED Modul Sterilisationsbeständiger Verguss von Miniatur-LEDs zur Beleuchtung in Endoskopen Durchmesser 0,8mm Verguss LED Kontakt Forschungsaufgaben: - Materialstudie Polymere & Oberflächentechnik - Schliffbildanalysen - Sterilisationstests - Spektrale Analysen - Vakuumgestützte Vergußtechnik Monel- Hülle Cu-Elektrode Austrian Center for Medical Innovation and Technology 10

11 Beispiel: Medizinroboter isys Exaktes Positionieren im Submillimeterbereich in 4 Freiheitsgraden (xy +/-20mm, AB-Winkel +/- 35 ), flache kleine Bauweise Austrian Center for Medical Innovation and Technology 11

12 Beispiel: Virtuelle Autopsie "Virtopsy" "Virtobot" am Institut für Rechtsmedizin (IRM) Bern/Zürich 3D-Scan, OberflächenScan, CT-Scan, Biopsie, MRT, Angiographie Linearachse, Roboter, Leitrechner mit Steuer-SW, Werkzeugbahnhof, Sicherheitstechnik, Anlageneinschulung Austrian Center for Medical Innovation and Technology 12

13 Beispiel: Wundsensor Intelligenter Sensor, integriert in eine nicht-klebende Wundauflage Charakterisierung der Wunde durch Messung biochemischer und biophysikalischer Parameter an der Wundoberfläche Aus der Veränderung der Parameterwerte wird der Heilungsverlauf der Wunde ermittelt Austrian Center for Medical Innovation and Technology 13

14 Beispiel: Stery-Hand Evaluierung des Grades der Handdesinfektion Unmittelbares optisches Feedback führt zur Prozessverbesserung Austrian Center for Medical Innovation and Technology 14

15 ACMIT internationales Partnernetzwerk Firmenpartner Wissenschaftliche Partner Austrian Center for Medical Innovation and Technology 15