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Roboter im Operationssaal: Wie Deep Tech die Medizin revolutioniert

17. März 2022

Lesezeit: 9 Minuten

von Karsten Lemm, Journalist

Roboter im Operationssaal: Wie Deep Tech die Medizin revolutioniert

Das Zusammenspiel von Mensch und Maschine verspricht schnellere Heilung und kann Kosten senken. Investoren haben die Chance, Rendite mit Impact zu verbinden.

Der grosse Schritt in die Zukunft begann mit einem kleinen Schnitt am Bauchnabel. Anfang April 2021 sass Prof. Lutz Mirow, Chefarzt am Klinikum Chemnitz in Deutschland, vor einer Steuerkonsole und griff mit der Roboterhand zum Skalpell. Die Operation an der Gallenblase war für den erfahrenen Chirurgen Routine und Premiere zugleich: Zum ersten Mal liess er sich bei einem solchen Eingriff von einer Maschine assistieren.

Normalerweise hätte der Spezialist für minimal-invasive Chirurgie stundenlang im OP stehen müssen, um mit langen, stabförmigen Instrumenten eine Reihe von komplexen Arbeitsschritten auszuführen. Nun konnte er die körperlich anstrengende Arbeit der Maschine überlassen und die Instrumente punktgenau fernsteuern. «Der Roboter ist wirklich der nächste Schritt», sagt der 51-Jährige. «Wir haben nun die Möglichkeit, noch präziser, noch nachhaltiger zu arbeiten.»

Prof. Mirow und Versius of CMR Surgical
«Wir haben nun die Möglichkeit, noch präziser, noch nachhaltiger zu arbeiten,» sagt Prof. Mirow (Photo © Dirk Hanus, Klinikum Chemnitz).

Vier Arme besitzt das «Versius»-System des britischen Herstellers CMR Surgical, das sein Klinikum in Chemnitz angeschafft hat, als erstes überhaupt in Deutschland. Ein Arm dient zum Führen der Kamera, die in Grossaufnahme zeigt, was im Körper des Patienten vor sich geht. Die übrigen Arme lassen sich für unterschiedliche Aufgaben einsetzen und frei bewegen – ein enormer Vorteil gegenüber herkömmlichen minimal-invasiven Eingriffen: «Sie gelangen mit diesen Instrumenten in Bereiche des Körpers, die sie sonst im Rahmen der Schlüsselloch-Chirurgie nur schwer oder gar nicht erreichen», erklärt Mirow. «Das erweitert die Möglichkeiten ungeheuer.»

Boomendes Business: robotische Assistenzsysteme

Mirow ist mit seiner Begeisterung für Medizinroboter nicht allein. Weltweit boomt das Geschäft mit den High-Tech-Systemen, die versprechen, auch komplexe Operationen noch schonender und zugleich effizienter zu machen. In nur fünf Jahren könnte sich der globale Umsatz mit robotischen Assistenzsystemen mehr als verdoppeln, schätzt der Marktforscher Informa: Lag er 2020 noch bei 5,6 Milliarden US-Dollar, soll er bis 2025 auf 11,5 Milliarden US-Dollar steigen.

«Da Vinci»-System von Intuitive Surgical
«Platzhirsch»: «Da Vinci»-System von Intuitive Surgical (Photo © Intuitive Surgical).

Lange gehörte der Markt weitgehend dem kalifornischen Anbieter Intuitive Surgical. 1995 gegründet, leistete das Unternehmen mit seinem «Da Vinci»-System technisch und wirtschaftlich Pionierarbeit: Seit der Medizinroboter im Jahr 2000 die Zulassung der US-Gesundheitsbehörde FDA erhielt, überzeugten die Kalifornier immer neue Kunden davon, dass sich die Investition lohnen würde – trotz des stolzen Anschaffungspreises von etwa zwei Millionen US-Dollar und laufenden Kosten für Wartung und Verbrauchsmaterial.

Inzwischen sind mehr als 6500 «Da Vinci»-Systeme in fast 70 Ländern im Einsatz, und Intuitive Surgical blickt stolz auf über zehn Millionen Eingriffe zurück, bei denen der Roboter menschliche Chirurgen unterstützt hat. Der Marktanteil der Kalifornier liegt bei knapp 80 Prozent, und auch Investoren durften sich freuen: Seit 2017 hat sich der Marktwert des Unternehmens auf gut 120 Milliarden US-Dollar nahezu verfünffacht.

Sieht Vorteile im Vergleich zu konventionellen Schlüsselloch-Operationen: Prof. Stefanie Speidel (Photo © CeTI / Technische Universität Dresden).

Experten überrascht der Erfolg nicht. Im Vergleich zu einer konventionellen Schlüsselloch-Operation biete das «Da Vinci»-System viele Vorteile, erklärt Prof. Stefanie Speidel.

Als Informatikerin forscht sie am Nationalen Zentrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) sowie im Exzellenzcluster CeTI an der TU Dresden an intelligenten Systemen für die Krebschirurgie und erklärt: «Der Chirurg sitzt an der Konsole, er hat eine verbesserte Hand-Auge-Koordination und ein 3D-Sichtvisier, in dem er das Operationsfeld sehr genau sieht.»

«Das Gerät übersetzt grössere Handbewegungen, die der Chirurg über zwei joystickartige Griffe ausführt, in kleinste zitterfreie Schnitte. Insgesamt ist es sehr intuitiv, dieses System zu bedienen.»

Gute Aussichten für Mitbewerber?

Dennoch zeichnet sich ein Ende der Dominanz ab. Mehr und mehr Mitbewerber drängen auf den Markt – darunter grosse wie Johnson & JohnsonStryker und Medtronic ebenso wie kleinere Firmen, die sich oftmals auf bestimmte Eingriffe spezialisieren: NuVasive etwa auf Wirbelsäulenchirurgie, Zimmer Biomet auf Knie und Hüfte. Newcomer Vicarius Surgical, zu dessen Investoren auch Bill Gates zählt, will zunächst die Reparatur von Leistenbrüchen angehen.

CMR Surgical: Baustein im Lightrock-Portfolio

«Lightrock» ist als Schwesterunternehmen der LGT ein global agierender Private-Equity-Investor. Er engagiert sich bei Unternehmen und Startups, die einen positiven Beitrag für die Menschheit und den Planeten leisten. Gemeinsam arbeiten LGT und Lightrock daran, Kunden der LGT attraktive Möglichkeiten im Impact Investing zu eröffnen.

Mehr zu Impact Investing

Um das Ersetzen des Menschen geht es – trotz des Roboterbegriffs – bei keinem der Systeme. Sie seien vor allem zur Unterstützung der Chirurgen gedacht, erklärt Stefanie Speidel: «Ich glaube, dass man Teilschritte automatisieren kann, wie zum Beispiel das Anlegen von Knoten oder die Kamera-Nachführung, aber keine gesamte Operation», sagt die Wissenschaftlerin. «Dazu ist es ein viel zu dynamischer und komplexer Prozess.»

Der plötzliche Boom hat mehrere Gründe. Zum einen laufen Patente ab, die Intuitive Surgical in den 1990er Jahren angemeldet hatte; das ermöglicht es anderen Firmen, die Erfindungen zu nutzen und weiterzuentwickeln. Zum anderen würden Medizinroboter für mögliche Kunden immer attraktiver, erklärt Umur Hürsever, Partner beim Wagniskapitalgeber Lightrock. So erholen sich Patienten nach minimal-invasiven Eingriffen schneller, was Kliniken entlastet und die Kosten für das Gesundheitssystem senkt. Auch nehmen Medizinroboter dem Menschen viele anstrengende Aufgaben ab – ein grosser Vorteil, selbst wenn Studien bisher nur in Einzelfällen messbare positive Effekte für den Ausgang von Operationen zeigen.

Heute haben wir den Wendepunkt überschritten. Es gibt eine enorme Nachfrage nach robotischen Assistenzsystemen.

Umur Hürsever (Lightrock)

«Die Assistenzsysteme bedeuten eine grosse Erleichterung für die Chirurgen», sagt Hürsever. «Sie erlauben es ihnen, effizienter zu arbeiten und ihren Beruf länger auszuüben.» Noch vor wenigen Jahren sei viel Skepsis bei potenziellen Kunden zu spüren gewesen. «Heute haben wir den Wendepunkt überschritten. Wir müssen kein Angebot mehr in den Markt tragen, sondern es gibt eine enorme Nachfrage nach robotischen Assistenzsystemen.»

Hürsever gehörte 2016 mit Lightrock zu den ersten Investoren von CMR Surgical. Das Startup, 2014 in Cambridge gegründet, hatte sich zum Ziel gesetzt, einen Medizinroboter zu entwickeln, der flexibler, aber auch erschwinglicher sein sollte als der Platzhirsch «Da Vinci» von Intuitive Robotics. Die Entwickler legten ihr «Versius»-System modular aus, damit es sich an unterschiedliche Anforderungen anpassen kann, und die Gründer liessen sich ein besonderes Vermarktungskonzept einfallen, um die Kosten zu senken: Kliniken, die sich für «Versius» interessieren, müssen keine Millionenbeträge auf den Tisch legen, sondern können die Anschaffung über ein Service-Paket finanzieren, in dessen Preis auch die Anzahl Eingriffe einfliesst.

CMR Surgical CEO Per Vegard Nerseth
«Wir sehen, dass dieses Angebot sehr gut ankommt», CMR Surgical CEO Per Vegard Nerseth (Photo © CMR Surgical).

«Wir sehen, dass dieses Angebot sehr gut ankommt», berichtet CEO Per Vegard Nerseth, ein gebürtiger Norweger, der Anfang 2020 den Vorstandsposten bei CMR Surgical übernahm. Üblicherweise laufe der Vertrag über sieben Jahre, und je intensiver Kunden das System nutzen, um so grösser seien auch die finanziellen Vorteile.

«Die Kosten pro Eingriff fallen signifikant und erreichen ein Niveau, das in den meisten Ländern nahe an der Erstattung durch das Gesundheitssystem liegt», sagt Nerseth. Insgesamt seien die finanziellen Vorteile für Kunden so gross, «dass viele Kliniken nun früher in der Lage sind, sich ein robotisches System anzuschaffen, als es in der Vergangenheit möglich gewesen wäre».

Ehrgeizige Expansionspläne

Belohnt wird das britische Startup durch rasantes Wachstum. Im vergangenen Jahr habe sich die Zahl der verkauften Systeme mehr als verdreifacht, sagt Nerseth. Genauer mag er nicht werden, um Konkurrenten keine Einblicke in die Geschäftsentwicklung zu geben – obwohl zwei grosse derzeit mit Rückschlägen kämpfen: Sowohl Medtronic als auch Johnson & Johnson mussten für ihre Systeme mehrfach Verzögerungen melden. CMR Surgical setzt derweil auf Expansion: Mit mehr als einer Milliarde US-Dollar an Kapital ausgestattet, will die 800-Mitarbeiter-Firma schnell expandieren. «Wir sind derzeit in etwa 20 Märkten aktiv», sagt Nerseth, «und arbeiten hart daran, das Geschäft zu skalieren.»

Doch es geht um mehr als geografische Ziele; CMR Surgical soll auch technisch Meilensteine setzen: Durch die Verknüpfung von Hardware und Software, das Zusammenspiel aus Robotik und künstlicher Intelligenz, wollen die Briten der Medizin ganz neue Perspektiven eröffnen. Schliesslich fallen bei jeder Operation Daten an, die – aggregiert und anonymisiert – darüber Aufschluss geben können, wie sich Komplikationen vermeiden lassen, welche Verfahren den grössten Erfolg versprechen und worauf Chirurgen am meisten achten sollten.

Wir sammeln eine Vielzahl an Informationen, die Ärzten bisher nie zur Verfügung standen.

Per Vegard Nerseth (CEO CMR Surgical)

«Wir sammeln eine Vielzahl an Informationen, die Ärzten bisher nie zur Verfügung standen», erklärt Nerseth. Mithilfe von Datenanalyse, Videos und Visualisierungen könnten Chirurgen weltweit voneinander lernen, gemeinsam die besten Methoden identifizieren und sie standardisiert umsetzen, um eine bessere Versorgung von Patienten zu gewährleisten, schwärmt der CEO. «Natürlich hilft es der einzelnen Klinik, wenn Kranke schneller geheilt werden, aber es hilft auch der Gesellschaft insgesamt, weil es die Kosten im Gesundheitswesen senkt.»

Entrepreneurs aus Tradition

Das Fürstenhaus Liechtenstein als Eigentümerin der LGT ist seit Jahrhunderten erfolgreich unternehmerisch tätig. Unternehmerisches Denken und Handeln ist fest in der DNA der LGT verankert. Dazu gehört auch das Engagement bei Lightrock.

Auch die Informatikerin Stefanie Speidel sieht in der Verknüpfung von Robotik und Datenanalyse den logischen nächsten Schritt in der High-Tech-Heilkunde. Assistenzsysteme wie Da Vinci und Versius seien zwar schon jetzt «sehr gute Telemanipulatoren», sagt sie. «Aber die große Chance liegt darin, sie nicht nur als mechanisches Hilfsmittel einzusetzen, sondern auch mit KI-Methoden zu kombinieren.»

Speidel selbst arbeitet an einem digitalen Navigationssystem, das Chirurgen bei Tumor-Entfernungen helfen soll, indem es Gewebestrukturen und Gefässe, die nicht verletzt werden dürfen, «in das Endoskopbild einblendet, das der Operateur in der Konsole sieht». Das System hat diese Aufgabe an tausenden Beispielbildern trainiert und nutzt verschiedene Sensoren, um mehr Informationen zu erfassen, als es das menschliche Auge oder eine optische Kamera allein vermögen. «Anzuzeigen, wo sich Ziel- und Risikostrukturen befinden, wo man schneiden muss, wo es Komplikationen geben könnte» – bei all dem könnte ein enges Zusammenspiel aus KI und Robotik enorme Vorteile bringen, erklärt Speidel.

Medizinrobotik: Chance für Investoren

So viele technische Möglichkeiten lassen auch Investoren frohlocken: Je leistungsfähiger die Systeme werden, um so grösser der Nutzen für Kunden. «Ich sehe ein enormes Marktpotenzial», sagt Umur Hürsever, besonders für ein innovatives Unternehmen wie CMR Surgical, das mit seiner Technologie eigene Wege gehe. «Das Design ist einzigartig», lobt Hürsever. «Es ähnelt einem Arm mit der Beweglichkeit eines Handgelenks und ist durch Patente sehr gut geschützt.»

So bietet ihm das Roboter-Startup die perfekte Kombination aus Rendite und dem Auftrag, mit Lightrock-Investitionen auch einen positiven gesellschaftlichen Beitrag zu leisten. «Dies ist eine Firma, bei der sich kommerzieller Erfolg und Impact ideal ergänzen», schwärmt Hürsever.

Prof. Mirow (Photo © Dirk Hanus, Klinikum Chemnitz)
«Jetzt sehen wir, dass robotisch operierte Patienten etwas schneller fit werden,» Prof. Mirow (Photo © Dirk Hanus, Klinikum Chemnitz)

In der Praxis habe das modulare Design des «Versius»-Systems tatsächlich spürbare Vorteile, bestätigt der Chemnitzer Chirurg Lutz Mirow: «Sie können den Roboter-Arm dahin stellen, wo Sie es auch bisher gewohnt waren, und im Prinzip Ihr Wissen einfach umsetzen», erklärt er. «Das geht mit anderen Systemen, die fünf Arme an einer Säule haben, viel schwieriger.»

Wichtig ist ihm auch die Aussicht, dass der mechanische Assistent helfen kann, die nächste Generation an Chirurginnen und Chirurgen besser auszubilden. «Wir haben ein Trainingsmodul an diesem Roboter und die Möglichkeit, Dinge aufzuzeichnen und unter 3D-Sicht begleiten zu lassen», sagt Mirow. Schon jetzt zeige sich in der Klinik viel Begeisterung für das noch neue High-Tech-System. «Das Robotik-Team hat sich als etwas Exklusives hier bei uns entwickelt», erzählt der Chefarzt. «Die Leute wollen dabei sein, sie wollen in dieses Team, weil es etwas Neues ist.»

Welche Möglichkeiten das «Versius»-System bietet, haben die Chirurgen in Chemnitz in mittlerweile fast 200 Operationen erkundet – darunter komplexe Eingriffe an der Speiseröhre, im Magen oder am Darm. «Wir haben das Spektrum dessen, was im Moment möglich ist, wirklich ausgelotet», erzählt Mirow. «Einige Eingriffe haben wir weltweit erstmalig gemacht.»

Komplikationen habe es mit der Technik nicht gegeben; stattdessen zeige sich, dass Patienten schneller wieder auf den Beinen sind. Schon der Wechsel von einer offenen Operation zu einer minimal-invasiven habe erfahrungsgemäss den Effekt, dass sich der Körper leichter erhole, sagt Mirow. «Jetzt sehen wir, dass robotisch operierte Patienten noch einmal etwas schneller fit werden.»

Verklären will Mirow den Roboter bei aller Begeisterung nicht. «Er bleibt eine Maschine», sagt er. Aber eben eine Maschine, «die mich in die Lage versetzt, meine Patienten in Zukunft noch besser zu behandeln». Deshalb gibt es für den Chirurgen auch keinen Zweifel: Eines Tages, glaubt er, «werden wir einen Paradigmen-Wechsel erleben, weil nur noch robotisch operiert werden wird».

Header Visual © CMR Surgical.

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