ETH Zürich Telemedizin: Magnetische Endoskopie über eine Distanz von 9300 Kilometer

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Forschern gelang es, eine magnetische Magensonde in Hongkong von Zürich aus zu steuern. Möglich macht diese Telemedizin ein neu entwickeltes Navigationssystem mit magnetisch gesteuertem Endoskop.

Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) und der Chinese University of Hong Kong (CUHK) gelang erstmals eine magnetische Endoskopie mittels Fernsteuerung an einem lebenden Schwein. Gesteuert wurde die Sonde von Zürich aus, während das Tier in Hongkong auf dem Operationstisch lag. Damit gelang ein neuer Durchbruch in der Telemedizin.

Zwischen dem Operationssaal in Hongkong und dem Raum zur Steuerung in Zürich lagen ganze 9300 Kilometer. Alexandre Mesot ist Doktorand im Multi-Scale Robotics Lab von ETH-Professor Bradley Nelson. Er schaute in Zürich auf einen Bildschirm mit Live-Bildern der Operation in Hongkong. Die Sonde steuerte er durch den Magen des Schweins mit dem Joystick eines Playstation-Controllers.

Telemedizin um die halbe Welt

Mit nur rund 300 Millisekunden Verzögerung fuhr eine vier Millimeter dünne Sonde durch den Magen eines lebenden, aber betäubten Schweins im Operationssaal in Hongkong. Mit einer Kamera untersuchte Mesot die Magenwand des Tieres und entnahm mit einem winzigen Greifarm Gewebeproben. Der Eingriff war die erste ferngesteuerte magnetische Endoskopie. 

Damit dieser Durchbruch gelang, waren zwei Dinge entscheidend: Ein an der ETH Zürich entwickeltes magnetisches Navigationssystem mit magnetisch steuerbarem Endoskop und eine sichere und schnelle Internetverbindung in den Operationssaal. 

Sicherheit geht vor

Der ferngesteuerte Eingriff wurde im Operationssaal von Chirurgen der Medizinischen Fakultät der Chinesischen Universität Hongkong begleitet und überwacht. Diese führten das magnetische Endoskop durch den Mund in den Magen des Schweins ein. Bevor Alexandre Mesot in Zürich die Navigation der Sonde übernehmen konnte, wurde sie von einem Team des Multi-Scale Robotics Labs und von den Hongkonger Chirurgen im Operationssaal getestet.  

Das Endoskop wird über ein Magnetfeld gesteuert, das von Navion, einem von ETH-Professor Bradley Nelson und seinem Team entwickelten chirurgischen Navigationssystem erzeugt wird. „Durch einen magnetischen Kopf kann das Endoskop nicht nur in alle Richtungen gebogen werden, es ist auch kleiner und einfacher zu steuern als herkömmliche Geräte“, erklärt Mesot.

Vorteile magnetischer Endoskopien

Auf Grund der großen Beweglichkeit des magnetischen Endoskops konnte ETH-Forscher Mesot problemlos eine sogenannte Retroflexion im Magen des Tieres durchführen. Dabei wurde das Endoskop nach dem Eintritt in die Magenhöhle 180 Grad nach hinten gebogen, um den Mageneingang zu inspizieren. Dieser komplexe Eingriff zeigt, dass sich magnetische Endoskope aus der Ferne mindestens genauso flexible navigieren lassen wie Standardgeräte.

Darüber hinaus kann das kleinere Endoskop bei Menschen auch über die Nase eingeführt werden – und nicht über den Mund, so wie das bei herkömmlichen Endoskopien üblich ist. Das ist weniger belastend, da Patienten dafür nicht vollständig sediert werden müssen und während dem Verfahren Rückmeldung geben können. Das magnetische Endoskop ist potenziell auch für einen Einsatz bei Kindern geeignet.

Großes Potenzial der neuen Telemedizin

In der neuen Telemedizin-Technologie steckt eine Menge Potenzial. Dr. Shannon Melissa Chan, Assistenzprofessorin in der Abteilung für Chirurgie an der Chinese University of Hong Kong: „Die teleoperierte Endoskopie kann nicht nur für die chirurgische Ausbildung eingesetzt werden, sondern auch für die diagnostische und chirurgische Versorgung in abgelegenen Gebieten, insbesondere wenn es an lokalem Fachwissen mangelt.“ Aus der Distanz könne man sogar geschulte Krankenschwestern anweisen, die Verfahren durchzuführen.

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