Spatial Computing und Robotik machen minimalinvasive Chirurgie präziser

Veröffentlicht 26.06.2026 10:00, Kerstin Müller

Datenbrillen und Robotersysteme revolutionieren die »Schlüsselloch-Chirurgie«

Wo es im Körper sehr eng ist, und feinste Nerven- oder Gefäßstrukturen geschont werden müssen, ist die sogenannte minimalinvasive Chirurgie gefragt. Robotersysteme, die Bewe-gungsbefehle des Chirurgen hochpräzise, in Echtzeit und millimetergenau übersetzen, dabei auch feinstes Zittern herausfiltern können, sind bereits erfolgreich in Kliniken im Einsatz. Nun verspricht die Kombination dieser Technik mit Datenbrillen einen weiteren Innovationsschub. Im Spatial Computing visualisieren diese mittels Einblendungen ins Blickfeld der Operateure, was sie von außen nicht sehen können. Als Grundlage für die Wegeführung zum Zielgebiet dienen präzise, hochaufgelöste Bilddaten des Patienten, beispielsweise aus der Magnetresonanztomographie (MRT).

Bild: Robotersysteme, die Bewegungsbefehle des Chirurgen hochpräzise, in Echtzeit und millimetergenau übersetzen, dabei auch feinstes Zittern herausfiltern können, sind bereits erfolgreich in Kliniken im Einsatz. Nun verspricht die Kombination dieser Technik mit Datenbrillen einen weiteren Innovationsschub. © Universitätsklinikum Leipzig I Lilly Schmidt

Robotersysteme wie Da Vinci (Intuitive Surgical) und Datenbrillen entfalten gemeinsam ihr ganzes Potenzial insbesondere in der Urologie. Die Plattformtechnologie dafür wurde in der Neurochirurgie des Universitätsklinikums Leipzig (UKL) und am Fraunhofer IWU entwickelt. Unterwegs zum Zielgebiet und dort angelangt, sollen empfindliche Gewebestrukturen möglichst nicht verletzt werden. Besitzen die die Instrumente winzige, voll bewegliche »Handgelenke« an der Spitze mit zusätzlichen Freiheitsgraden, ist eine Gelenkigkeit weit über die menschliche Hand hinaus gegeben. Chirurginnen und Chirurgie können so selbst in extrem engen Räumen präzise agieren. In der Urologie, etwa zur Entfernung der Prostata, schützt ein besonders zielgenauer Eingriff die empfindlichen Nerven, die für Kontinenz und Potenz sorgen.

Eingriffe im Bereich Mund/Kiefer dürften künftig ebenfalls von Navigationsunterstützung profitieren, beginnend mit schonenden Zugängen im Kiefer. Das System legt Patientendaten direkt über die reale Anatomie; Instrumente werden in Echtzeit im anatomischen Umfeld angezeigt. Die Lage von Nerven wie der Unterkiefernerv, der Verlauf von Zahnwurzeln oder Tumoren werden gut sichtbar, was bei der Planung von Bohrrichtungen helfen könnte. Das Echtzeittracking von Instrumenten würde eine sichere Implantatbohrung ebenso erleichtern wie die Navigation bei Tumorentfernungen. Intuitive Nutzung durch eine »gelernte« Bedienerlogik und auf das Wesentliche beschränkte Visualisierung erleichtern die komplexe 3D-Orientierung zusätzlich. Besonders enge Zielregionen setzen dem Einsatz von Robotik Grenzen, auch in der Abhängigkeit des Zugangs. Spatial Computing ist aber auch dann sinnvoll: Zusätzliche Bildinformationen wie exakte Zugangswege und die genaue Lage eines Tumors sind wichtige Orientierungshilfen, wenn Blut und Gewebe den realen Blick des Operateurs dominieren.

In der Tumor-Orthopädie sehen die Forschenden um PD Dr. habil. Ronny Grunert, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IWU (Zittau) und Leiter der Forschungsgruppe »Legend« an der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie der Universität Leipzig ebenfalls sinnvolle Einsatzmöglichkeiten für beide Technologien. Bei der Entfernung von Wucherungen aus den Extremitäten wird so der Grundsatz »so viel wie nötig entfernen, aber so wenig wie möglich zerstören« technisch viel leichter umsetzbar. Denn Tumorgrenzen sind oft nicht direkt sichtbar und Sicherheitsabstände (sogenannte Resektionsränder) müssen eingehalten werden – dennoch soll möglichst viel gesundes Gewebe erhalten bleiben. Liegt ein Tumor tief und nahe an Nerven oder Gefäßen, können exakter Zugang, präzise Mikrobewegungen und stabile Schnitte für den Operationserfolg ausschlaggebend sein.

Bindeglied zwischen MRT-Daten und Daten-Brille: App von IWU und UKL

Als Ergebnis langjähriger Forschung und Entwicklung steht seit etwas mehr als einem Jahr die vom Fraunhofer IWU und dem Universitätsklinikum Leipzig (Forschergruppe LEGEND) entwickelte App zur Verfügung. Sie ist für den Einsatz in Standard-Datenbrillen wie der Apple Vision Pro konzipiert. Dies senkt die Systemkosten erheblich und macht Spatial Computing auch für Kliniken und Krankenhäuser mit kleineren Budgets zugänglich.

Bild: Spatial Computing Navigation in der Neurochirurgie: Der operierende Arzt kann sein Instrument dank der in einer Datenbrille visualisierten, realen und virtuellen Informationen sicher führen und die Verletzungsgefahr für Patientinnen und Patienten minimieren. © Fraunhofer IWU

Leipzig und die Region Südwestsachsen haben in den vergangenen eineinhalb Jahren durch die App internationale Aufmerksamkeit erlangt. Diese Arbeiten haben dazu geführt, dass Apple selbst auf die Entwicklungen aus der Region aufmerksam geworden ist.

First European Spatial Computing Healthcare Summit: 25. - 27. Juni 2026, in Leipzig I Staatsminister Gemkow setzt auf neue Partnerschaften

Premiere: Das Fraunhofer IWU veranstaltet den ersten europäischen Fachkongress zu medizinischen Anwendungen des Spatial Computing. Der Summit bringt chirurgisch tätige Ärztinnen und Ärzte sowie Verantwortliche im OP-Bereich zusammen, richtet sich jedoch auch an Akteure aus Medizintechnik, Industrie, Klinik und angewandter Forschung. Veranstaltungspartner ist das Universitätsklinikum Leipzig mit seiner herausragenden Expertise in der Neurochirurgie. Gezeigt werden reale Anwendungsfälle aus Klinik und Forschung sowie die technischen und regulatorischen Rahmenbedingungen für Spatial Computing in der Medizin. Ziel ist es, medizinische Innovationen zügig in die Praxis verschiedener chirurgischer Disziplinen zu bringen. Langfristige Perspektive ist die Gründung eines europäischen Zentrums für Spatial Computing (in der Medizin) in Sachsen.

Bild: Startschuss für den First European Spatial Computing Health Care Summit – von links nach rechts: PD Dr. habil. Ronny Grunert, Stefan Ort, Karl Storz SE & Co. KG; Prof. Prof. Dr. med. habil. Christoph Josten, Medizinischer Vorstand des Universitätsklinikums Leipzig; Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel, Geschäftsführender Institutsleiter am Fraunhofer IWU, Sebastian Gemkow, Sächsischer Staatsminister für Wissenschaft; Dr. Franziska Rubin; Prof. Dr. med Dirk Winkler, Stv. Leiter der Klinik für Neurochirurgie am Universitätsklinikum Leipzig.

Der Sächsische Staatsminister für Wissenschaft, Sebastian Gemkow, betont: »Sachsen vereint international anerkannte Spitzenleistungen in der biomedizinischen Forschung, der Medizintechnik und im Transfer – übergreifend an Universitäten, Universitätskliniken und zahlreichen Forschungseinrichtungen. Dadurch entsteht ein Umfeld, in dem Innovationen rasch von der Entdeckung bis in die Patientenversorgung gelangen können. Innovationsökosysteme entstehen aber nicht über Nacht, sie erfordern Vertrauen, Offenheit, Talent und langfristiges Engagement sowie Menschen, die Brücken zwischen Disziplinen schlagen wollen, die traditionell nicht immer eng zusammengearbeitet haben. Ich hoffe, dass dieser Gipfel neue Partnerschaften, neue Ideen und vielleicht sogar neue Institutionen anstoßen wird, die dazu beitragen, die Zukunft der Medizin in Europa zu gestalten.«

MEDICSPACE – Spatial Computing Summit

Spatial Computing Navigation auf den Punkt gebracht

Bild: In der Spatial Computing Navigation visualisieren Datenbrillen wie die Apple Vision Pro, was der Operateur von außen nicht sehen kann. © Fraunhofer IWU

Spatial Computing Navigation bezeichnet Orientieren und Bewegung in einer fusionierten Umgebung aus digitaler und physischer Welt.

Im Unterschied zu klassischer Navigation erkennt Spatial Computing Position, Umgebung und Objekte dynamisch und leitet daraus interaktive, visuelle oder akustische Hinweise ab. So entsteht eine »intelligente, räumlich verankerte« Navigation, die nicht nur Wege zeigt, sondern die Umgebung versteht und darauf reagiert – etwa in Medizin, Robotik oder autonomen Fahrzeugen.

Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für die Neurochirurgische Spatial Computing Navigation an IWU und UKL werden mitfinanziert mit Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes. Weiterer Projektpartner ist die ISD Internet Systems GmbH Dresden.