Dr. med. Heiko Volkmann

Projekt · Thrombektomie-Demonstrator

Thrombektomie zum Anfassen.

Ein echter Nitinol-Draht wandert durch einen gedruckten, transparenten Gefäßbaum – vorgeschoben und gedreht aus der VR-Simulation. Ein Miniatur-C-Bogen folgt jeder Bewegung des virtuellen Angiographiegeräts.

Training simulation — not for clinical usePrototyp in EntwicklungDarstellung gerendert
Gerenderte Ansicht des Demonstrators: Drahtvorschub, transparentes Gefäßphantom, Elektronikbox, Miniatur-C-Bogen; im Hintergrund eine Person mit VR-Brille
Rendering · Gesamtaufbau
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01

Aufbau

Teil für Teil, so wie der Demonstrator auf dem Tisch entsteht. Gedruckt, wo es geht – gekauft, wo es muss.

3D-Modell lädt
TRAINING SIMULATION — NOT FOR CLINICAL USE · SCHEMATISCHES MODELL

02

Funktion

Was passiert, wenn in der VR-Brille der Draht vorgeschoben, gedreht und der C-Bogen geschwenkt wird.

Detail · Drahtspitze im Gefäß
VorschubDrehungC-Bogen 0 mm0°AP
TRAINING SIMULATION — NOT FOR CLINICAL USE · KEIN MEDIZINPRODUKT

03

Simulation

Was die VR-Brille zeigt, während der Draht im Phantom läuft.

CT/CTA-Review und simulierte DSA am virtuellen Angiographie-Arbeitsplatz. Jede Draht- und C-Bogen-Bewegung dort wird an den Demonstrator gesendet.

Bildschirmaufnahme: CT/CTA-Review und simulierte DSAUnity · Quest
Basis · 01–03

Der Demonstrator

Aufbau, Funktion und Simulation oben zeigen den Demonstrator, wie er gebaut wird: ein Draht, vorgeschoben und gedreht aus der VR-Brille. Konstruiert, durchgerechnet und in der Simulation geprüft – die Hardware entsteht gerade.

Add-on · Theorie · 04

Die Erweiterung

Ab hier folgt eine Idee, die noch nicht gebaut ist: vier Add-ons, die an die Basis angesetzt werden, damit weitere Drähte, Mikrokatheter und Devices dazukommen können. Die Basis bleibt unverändert.

04

Theorie

Add-on · noch nicht gebaut

Praktikable Fortsetzung – eine Idee, die noch folgt.

Im echten Eingriff bleibt es nicht bei einem Draht. Nach dem Führungsdraht folgen Mikrokatheter, weitere Drähte, Stent-Retriever, Flow Diverter oder WEB-Devices.

Die Frage: Wie lässt sich das am bestehenden Demonstrator durchspielen – ohne ihn umzubauen? Die Antwort sind vier Add-ons, die an die vorhandene Schiene, die Drahtführung und den Phantom-Einlass angesetzt werden. Schlitten, Teleskop, Phantom, Elektronik und Steuerung bleiben, wie sie sind.

Rendering: Demonstrator mit Magazin hinter der Schiene, Greifer auf dem Schlitten, Haltezange an der Drahtführung und Koaxial-Kopf am Phantom-Einlass
Der bestehende Demonstrator mit den vier Add-onsTheorie · Rendering
Schema
AktivMagazinStatus ———
KONZEPT · THEORIE · KEIN MEDIZINPRODUKT · NICHT KLINISCH VALIDIERT

04 · B

Was bleibt, was dazukommt

Ergänzen statt umbauen – jedes Add-on lässt sich wieder abnehmen.

Bleibt

Der heutige Demonstrator

  • Schiene, Schlitten und Knickschutz-Teleskop
  • Transparenter Gefäßbaum aus dem Simulationsfall
  • Elektronikbox mit Not-Aus
  • Steuerung aus der VR-Brille, auch aus der Ferne

Kommt dazu

Vier Add-ons

  • Greifer auf dem Schlitten – ersetzt die feste Drahtkupplung
  • Haltezange an der Drahtführung – hält, während der Schlitten zurückfährt
  • Koaxial-Kopf am Phantom-Einlass – führt den Mikrokatheter
  • Magazin hinter der Schiene – sechs Kartuschen zum Wechseln
Detail: Magazin mit sechs Kartuschen hinter dem Motorhalter
Magazin hinter der SchieneAdd-on
Detail: Koaxial-Kopf am Einlass des Gefäßphantoms
Koaxial-Kopf am Phantom-EinlassAdd-on

Am Tisch

Vorbereiten

Kartuschen bestücken, Zugang und Führungskatheter legen, Not-Aus in Reichweite.

Aus der Ferne

Navigieren & wechseln

Draht und Mikrokatheter bewegen, Devices über das Magazin wechseln, freisetzen.

Immer

Sicher halten

Kraft- und Schlupfmessung, Halten bei Verbindungsabbruch, Zangen öffnen per Hand.

Software · Zukunft

KI als Assistent am Draht

Sind Draht, Katheter und C-Bogen motorisch und digital angesteuert, kennt die Software jederzeit ihre Position. Zusammen mit dem Gefäßbaum aus der CTA oder der Roadmap kann eine KI dann unterstützen – vorschlagen, nicht entscheiden.

Drahtdrehung

Die Spitze in den Ast drehen

Die KI berechnet aus Gefäßbaum und Spitzenform, wie weit gedreht werden muss, damit die J-Spitze in den Zielast zeigt – und schlägt den Winkel vor oder dreht auf Freigabe.

Navigation

Den Gefäßbaum nachfahren

Eine vorab geplante Route – etwa von der A. carotis interna bis zum M1-Verschluss – wird Abschnitt für Abschnitt abgefahren. Der Arzt bestätigt jeden Abschnitt und kann jederzeit übernehmen.

Strahlung

Weniger durchleuchten

Weil die Position aus Motorweg und Roadmap bekannt ist, muss seltener und kürzer durchleuchtet werden – kontrolliert wird an den entscheidenden Stellen. Das kann die Dosis für Patient und Team senken; das Team steht bei Fernsteuerung ohnehin weiter weg.

Der erste Schritt dafür ist schon da: Die VR-Simulation kennt Gefäßbaum, Drahtweg und Spitzenrichtung exakt. Eine solche KI ließe sich dort und am Demonstrator gefahrlos erproben, lange bevor sie in die Nähe eines Patienten käme.

Konzept-Rendering im klinischen Maßstab: vier Antriebsmodule und Magazin am Angiographietisch
Ausblick: dieselbe Idee im klinischen Maßstab – ein Modul je KatheterebeneTheorie · Rendering

Was bis zur echten Anwendung offen ist

ZulassungMedizinprodukt nach MDR mit hoher Risikoklasse; Normen für elektrische Sicherheit, Robotik, Software, Risiko und Cybersecurity.
HaptikOhne Kraftrückmeldung fehlt das Gefühl für Widerstand – Kraftmessung und Rückmeldung an den Controller sind Pflicht.
Latenz & NetzFernsteuerung braucht garantierte Latenz, Redundanz und sicheres Halten bei Abbruch – zuerst aus dem Kontrollraum.
Device-VielfaltUnterschiedliche Durchmesser, Steifigkeiten und Ablösemechanismen – ohne Spezial-Devices.
SterilitätAntriebe unter Sterilhülle, Einwegkassetten als einziges Teil mit Device-Kontakt.
KI-ValidierungEine assistierende KI wäre Teil des Medizinprodukts und zusätzlich nach der EU-KI-Verordnung als Hochrisiko-System zu bewerten: nachvollziehbar, überwacht, mit Mensch in der Entscheidung.
EvidenzPhantom- und Tierstudien, dann klinische Prüfung – frühere Gefäßroboter zeigen, wie weit der Weg ist.

Theorie und Konzeptstudie für Lehre und Diskussion. Kein Medizinprodukt, nicht entwickelt, nicht geprüft und nicht für die Anwendung am Menschen bestimmt.

05

Technik

Die Eckdaten – alle Bauteile auf einer eigenen Seite.

270 mmVorschubweg, 1:1 zur Simulation
±10 UDrehung des Drahts, je Richtung
±120° / ±40°C-Bogen: Rotation / Kippung
3 Platten3D-Druck ohne Stützen

Bauteile, Druckteile, Elektronik, Verdrahtung und die Add-ons der Theorie stehen auf einer geschützten Seite.

Technische Details öffnen→

Lehr- und Demonstrationsmodell. Kein Medizinprodukt, keine Verbindung zu medizinischen Geräten, keine Patientendaten. Alle Fälle sind synthetisch erzeugt.