Technische Universität München
Neuer Präzisionsroboter für Behandlung bei altersbedingter Makuladegeneration
TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN
PRESSEMITTEILUNG
Augenoperation bei altersbedingter Makuladegeneration
Neuer Roboter setzt Spritzen ultrapräzise und ist schnell einsatzbereit
- Robotik-unterstütze Präzisions-OP ist in fünf Minuten vorbereitet.
- Robotik ist künftig nötig, um Medikamente zur Behandlung der altersbedingten Makuladegeneration einzubringen.
- Komplikationen, die bei manueller Medikamenteninjektion auftreten, können vermieden werden.
Dass medizinische Roboter präziser agieren können als menschliche Fachleute, geben inzwischen sogar viele Chirurginnen und Chirurgen zu. Doch die aufwändige Vorbereitung von Roboter-OPs dauert bislang noch viel zu lang. Der von Prof. Mohammad Ali Nasseri von der Technischen Universität München (TUM) entwickelte neue Roboter-Assistent für Augen-OPs bei altersbedingter Makuladegeneration (AMD) ist hingegen in nur knapp fünf Minuten startklar.
Derzeit behandeln Ärztinnen und Ärzte AMD mit Medikamenten, die sie seitlich ins Auge injizieren. Der Roboter ist in der Lage, Spritzen mit einer Abweichung von nur 15 Mikrometern in die 200 Mikrometer dicke Netzhaut zu setzen. Damit landet der Wirkstoff präzise am richtigen Ort und kann dort einen Wachstumsfaktor blockieren, der ungebremst zur Erblindung von Betroffenen führen würde. Aktuell leiden weltweit knapp 200 Millionen Menschen an der Erkrankung, bis 2040 sollen es mehr als 280 Millionen sein. Besonders betroffen sind Menschen über 60 Jahren, unter denen für fast jede zehnte Erblindung AMD die Ursache ist.
Fünf Minuten Vorbereitungszeit für Roboter und Patientin bzw. Patient
Nasseri forscht am Lehrstuhl für Medizinische Autonomie und Präzisionschirurgie und gehört zum Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (TUM MIRMI). Sein Team hat eine fahrbare Plattform mit Drehscheibe und hoch sensiblem Roboterarm entwickelt. Die Sensoren lokalisieren automatisch das Auge und die Iris. „Wir haben die neuronalen Netze entsprechend trainiert, damit der Roboter die für die Operation perfekte Position in weniger als fünf Minuten einnehmen kann“, so Nasseri. Normalerweise dauert die Vorbereitung für Roboter-unterstützte Operationen bis zu eine Stunde.
Spritzen mit 15-Mikrometer-Genauigkeit machbar
Zum idealen OP-Vorbereitungsprozess gehört, dass die bewegliche Plattform zentimetergenau an das Behandlungsbett heranfährt, die robotischen Instrumente millimetergenau über dem Bett in Stellung bringt und letztlich mikrometergenau operieren kann. „Der letzte Schritt ist die größte Herausforderung“, so Nasseri, der für den hochpräzisen „Manipulator“ mit einem japanischen Fertigungsunternehmen zusammenarbeitet. Er ist in der Lage, die Spritze mit einer Präzision von 15 Mikrometern zu platzieren.
Allerdings kann sich das Auge während der Operation trotz Betäubung unwillkürlich bewegen. Um diese geringfügigen und langsamen Bewegungen zu bemerken, setzen die Forschenden einen optischen Köhärenztomographen (OCT) ein, der andauernd Bilder von der Netzhaut macht.
Um diese Bewegung nachzustellen und zu simulieren, ließen die Forschenden ein künstliches Auge Sinus-artige Bewegungen ausführen. Der neue Präzisionsroboter schafft es, diese Bewegungen über eine ganze Minute hinweg mitzugehen. So kann das Medikament mit einer Abweichung von 25 Mikrometern eingebracht werden, also 0,025 Millimeter genau. „Das ist immer noch völlig ausreichend für solche Einsätze“, so Prof. Nasseri.
Das TUM Klinikum spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung dieses Roboters. Der Direktor der Abteilung für Augenheilkunde, Prof. Peter Charbel Issa, setzt darauf, mit dem Roboter Komplikationen wie beispielsweise Entzündungen, die bei der manuellen Verabreichung von Medikamenten auftreten können, zu vermeiden.
Weitere Erprobungen und Tests nötig
Bis allerdings der Roboter seine erste Spritze tatsächlich ins menschliche Auge setzen wird, wird es noch einige Zeit dauern: Im nächsten Schritt wird der Roboter Injektionen an den Augen von toten Schweinen testen, die sehr ähnlich wie die des Menschen aufgebaut sind. Erste Tests an lebendigen Tieren sind Anfang 2026 vorgesehen, ehe in einigen Jahren Menschen ihr erstes Medikament in klinischen Studien injiziert bekommen können.
Mehr Informationen
- GRATA heißt das neue Forschungsprojekt von Prof. Ali Nasseri, das das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) seit Oktober 2025 für die kommenden drei Jahre mit 1,91 Millionen Euro unterstützt. Im Mittelpunkt des von Nasseri aus dem TUM Klinikum koordinierten Projektes steht die Entwicklung einer modularen und KI-gestützten Plattform für die robotergestützte Mikrochirurgie. Das Ziel des Forschungsprojektes ist, das medizinische Personal darin zu unterstützen, mit robotischen Anwendungen sicher und kompetent umzugehen. Partner sind fortiss, TU Chemnitz, adesso SE, SynthesEyes GmbH, and YOUSE GmbH. Mehr Informationen: https://www.mirmi.tum.de/mirmi/aktuelles/article/robotische-mikrochirurgie-millionenfoerderung-fuer-ki-lernplattform/
Zusatzinformationen für Redaktionen:
Fotos zum Download: https://mediatum.ub.tum.de/1799255
Publikationen
PAROS: Multi-Component Robotic System and an Image-Guided Patient Alignment for Robot-Assisted Ophthalmic Surgery; Alireza Alikhani, Van Dai Nguyen, Satoshi Inagaki, Benjamin Busam, Koorosh Faridpooya, Mathias Maier, Peter Gehlbach, Iulian Iordachita, Nassir Navab, M. Ali Nasseri, Daniel Zapp; 2025; https://ieeexplore.ieee.org/document/11003878
Towards Motion Compensation in Autonomous Robotic Subretinal Injections; Demir Arikan, Mojtaba Esfandiari, Peiyao Zhang, Michael Sommersperger, Shervin Dehghani, Russell H. Taylor, M. Ali Nasseri, Peter Gehlbach, Nassir Navab, Iulian Iordachita; International Symposium on Medical Robotics (ISMR), 2025; https://ieeexplore.ieee.org/document/11025990
Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Ali Nasseri
Professor für Medical Autonomy and Precision Surgery
Technische Universität München (TUM)
Ali.nasseri@tum.de
Kontakt im TUM Corporate Communications Center:
Andreas Schmitz
0162-27 46 193
andreas.schmitz@tum.de
Die Technische Universität München (TUM) ist mit rund 700 Professuren, 53.000 Studierenden und 12.000 Mitarbeitenden eine der weltweit stärksten Universitäten in Forschung, Lehre und Innovation. Ihr Fächerspektrum umfasst Informatik, Ingenieur-, Natur- und Lebenswissenschaften, Medizin, Mathematik sowie Wirtschafts- und Sozialwissenschaften. Sie handelt als unternehmerische Universität und sieht sich als Tauschplatz des Wissens, offen für die Gesellschaft. An der TUM werden jährlich mehr als 70 Start-ups gegründet, im Hightech-Ökosystem München ist sie eine zentrale Akteurin. Weltweit ist sie mit dem Campus TUM Asia in Singapur sowie Büros in Brüssel, Mumbai, Peking, San Francisco und São Paulo vertreten. An der TUM haben Nobelpreisträger und Erfinderinnen und Erfinder wie Rudolf Diesel, Carl von Linde und Rudolf Mößbauer geforscht. 2006, 2012 und 2019 wurde sie als Exzellenzuniversität ausgezeichnet. In internationalen Rankings wird sie regelmäßig als beste Universität in der Europäischen Union genannt.