Use Case: Robotik im OP

In der minimalinvasiven Chirurgie müssen Ärzte häufig gleichzeitig operieren und ein Endoskop führen. Diese Doppelbelastung führt in der Praxis zu Instabilitäten in der Bildführung und erhöht die körperliche Belastung – insbesondere bei längeren Eingriffen.

Ein medizintechnischer Hersteller entwickelte daher ein robotisches Assistenzsystem, das die Kameraführung übernimmt und sich per Sprachbefehl steuern lässt. Ziel war es, den Chirurgen zu entlasten und gleichzeitig eine ruhige, reproduzierbare Bildführung zu ermöglichen.

HERAUSFORDERUNG

Die Umsetzung einer sprachgesteuerten Kameraführung im OP stellt mehrere Anforderungen gleichzeitig:

• Geringe Latenzzeiten sind entscheidend für eine präzise Steuerung
• Hohe Systemstabilität ist unter Dauerbetrieb erforderlich
• Zuverlässigkeit und Sicherheit müssen medizinischen Anforderungen entsprechen
• Langfristige Verfügbarkeit der Plattform ist für Produktlebenszyklen essenziell
• Zukünftige Anpassungen (z. B. Software, Sensorik, Rechenleistung) sollten ohne grundlegende Systemänderungen möglich sein

Diese Anforderungen zeigen, dass nicht nur die Rechenleistung, sondern vor allem die Systemarchitektur im Mittelpunkt steht.

LÖSUNG

Für die Umsetzung wurde eine industrielle Embedded-Plattform auf Basis eines Mini-ITX-Motherboards mit Intel® Prozessoren gewählt, kombiniert mit SSD-basierter Speicherung und Linux-basiertem Systemsetup.

Aaronn unterstützte den Kunden bei der Auswahl und Qualifizierung der Hardware sowie bei der Integration in die bestehende Robotikarchitektur. Besonderes Augenmerk lag auf der Abstimmung zwischen Rechenleistung, Energieverbrauch und thermischem Verhalten im kompakten Systemdesign.

Ziel war es, eine robuste und langfristig verfügbare Plattform bereitzustellen, die den Anforderungen der Anwendung gerecht wird und gleichzeitig Erweiterungen unterstützt.

UMSETZUNG

Die Integration erfolgte schrittweise, beginnend mit einem Proof-of-Concept zur Validierung der Sprachverarbeitung und Systemreaktion.

Darauf aufbauend wurde die Plattform in das Robotersystem integriert, Schnittstellen angepasst und das Gesamtsystem unter realen Einsatzbedingungen getestet.

Ein Fokus lag auf der Sicherstellung reproduzierbarer Systemzustände, um spätere Validierungs- und Zertifizierungsprozesse zu unterstützen.

ERGEBNISSE

Im praktischen Einsatz zeigte sich, dass die Plattform die Anforderungen zuverlässig erfüllt:

• Sprachbefehle werden mit Latenzen im Bereich unter 100 ms verarbeitet
• Stabiler Dauerbetrieb ohne relevante Ausfälle über längere Testzeiträume
• Integration konnte ohne zusätzliche Hardware-Redesigns abgeschlossen werden
• Plattform ist für einen langfristigen Einsatz in medizinischen Anwendungen ausgelegt

Diese Eigenschaften sind insbesondere für sensible Anwendungen wie die Endoskopie entscheidend.

EINORDNUNG

Das Projekt verdeutlicht, dass die Auswahl der richtigen Embedded-Plattform in der Medizintechnik eine strategische Entscheidung ist.

Neben der reinen Leistungsfähigkeit spielen insbesondere folgende Faktoren eine zentrale Rolle:

• Integrationsfähigkeit in bestehende Systeme
• Validierbarkeit und Reproduzierbarkeit
• Langfristige Stabilität und Verfügbarkeit

In der Praxis zeigt sich:
Die eigentliche Herausforderung liegt selten in der Rechenleistung – sondern in der Systemintegration.

ROLLE VON AARONN

Aaronn übernahm die Auswahl und Integration der Embedded-Plattform und stellte auf Systemebene eine stabile technische Grundlage für die Anwendung bereit.

Der Fokus lag auf einer ganzheitlichen Systemlösung, die sowohl aktuelle Anforderungen erfüllt als auch zukünftige Anpassungen ermöglicht.

FAZIT

Der Einsatz robotischer Assistenzsysteme im OP zeigt exemplarisch, wie Embedded-Technologie medizinische Anwendungen verändert.

Entscheidend ist dabei nicht das einzelne Hardwareprodukt, sondern das Zusammenspiel aus Plattform, Integration und langfristiger Systemstrategie.

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