ColonX

Aus dem Vorhaben ColonX soll eine neuartige Methode für eine roboterassistierte Koloskopie entstehen. Unter einer Koloskopie, auch genannt Darmspiegelung, wir die Untersuchung des Dick- und Enddarms unter Zuhilfenahme eines flexiblen Endoskops (Koloslop) verstanden. Sie dient der Diagnose und Therapie verschiedenster Darmerkrankungen, allem voran Darmkrebs. Eine Befragung ergab jedoch, dass nur 57 % der Frauen und 61 % der Männer ab 55 Jahren in Deutschland die angeworbene und angebotene Vorsorgeuntersuchung alle 10 Jahre wahrnehmen, obwohl der Darm mit zu den häufigsten Tumorlokalisationen zählt. 

Mit dem RiSC-Projekt ColonX wird der Ansatz verfolgt, den Eingriff sowohl für den Patienten als auch für den Arzt angenehmer zu gestalten. Bei der manuellen Bedienung von Koloskopen erfolgt das Vorschieben durch ein „Abstützen“ des flexiblen Endoskopschlauchs an der Darmwand. Aufgrund der Reibungs- und Kontaktkräfte zwischen Koloskop und Darmwand können Schmerzen auftreten.

Zur Reduzierung dieses Effekts soll das ColonX auf der Technologie der sogenannten Everting Robots basieren. Diese junge und noch wenig erforschte Variante aus der Kategorie Soft Robots, ist Gegenstand aktueller Forschung in Anwendungsbereichen wie der Exploration von unwegsamem Gelände oder der Inspektion schwer zugänglicher Stellen in Gebäuden. Everting Robots bestehen aus einem nach innen gestülpten schlauchförmigen Material, das mit einem Antriebsgas expandiert wird. Durch den Druck wächst der Roboter – inspiriert von Kletterpflanzen – an der distalen Spitze, ohne dass sich die außenliegende Hülle des Roboters gegenüber der Umgebung bewegt. Everting Robots haben ein einfaches Funktionsprinzip und sind doch in der Lage, ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Dimension anzunehmen, kleine Öffnungen zu durchdringen sowie hohe Kräfte aufzubringen.

Die oben genannten Eigenschaften sprechen für eine Verwendung in der Koloskopie: Durch den Expansionsmechanismus gibt es kaum Relativbewegung zwischen ColonX und Darmwand. Es wird davon ausgegangen, dass es dadurch zu einer erheblichen Reduzierung in den intra- und postoperativen Schmerzen für den Patienten kommt. Außerdem ist durch die Bau- und Funktionsweise des ColonX kein Abstützen an den Darmwindungen während des Voranwachsen im Darm notwendig. Integrierte Mechanismen zur definierten Richtungseinleitung können diesen Effekt noch verstärken/ verbessern.
Im Vergleich zur herkömmlichen Koloskopie soll die Technologie der Everting Robots die ergonomischen Belastungen für Ärzte während des Eingriffs deutlich verringern. Das selbständige Expandieren des Roboters in den Darm, reduziert den notwendigen Kraftaufwand und somit Ermüdungserscheinungen. Bewegungen können präziser und koordinierter ausgeführt werden. Unnatürliche Körperhaltungen, die beim Vorschieben flexibler Endoskope sowie durch ungünstig platzierte Ausrüstung entstehen, können verhindert werden.