Steuerbare endoskopische Instrumente: Prototyp eines auslenkbaren ESD-Messers mit Ein-Personen-Bedienung

Einleitung: Die endoskopische Submukosadissektion (ESD), Standardtherapie für gastrointestinale Frühkarzinome, ist technisch anspruchsvoll, mit einer flachen Lernkurve, langen Eingriffszeiten und einem relevanten Komplikationsrisiko. Limitierend wirken die im Milimeterbereich suboptimale Präzision des Endoskops und die fehlende unabhängige Instrumentensteuerung.

Ziele: Entwicklung eines von der Endoskopbewegung unabhängig steuerbaren ESD-Messers, optimiert für präzise Auslenkungen, zur Verbesserung der Präzision, Reduktion der Komplikationsraten und Verkürzung der Lernkurve.

Ziele: war zudem eine intuitive Ein-Personen-Steuerung, integriert in etablierte endoskopische Handpositionen.

Methodik: Wir entwickelten einen Prototypen mit biegbarem 5 mm langen Gelenk, einem Durchmesser von 2,6 mm und einem fünflumig extrudierten Schlauch zur Integration der Elektrode und Steuerfasern für eine präzise Spitzenablenkung. Die Antriebseinheit umfasst vier unabhängig gesteuerte Motoren. Ein mobiler Joystick am Endoskopschaft ermöglicht die simultane Ein-Personen-Steuerung von Endoskop und Instrument bei voller Kompatibilität mit den gewohnten Arbeitsabläufen und allen herkömmlichen Endoskopen. Erste Machbarkeitsstudien einer ESD mit Prototypen wurden am Schweinemagenmodell durch erfahrene Endoskopiker durchgeführt ([Abb. 1] [2] [3]).

Abb. 1  Quelle: WOLFRAM Designer und Ingenieure, Sebastian Wolfram

Abb. 2  

Abb. 3  

Ergebnis: Der Prototyp erreicht einen 360°-Bewegungsumfang mit bis zu 30° steuerbarer Ablenkung, bedient durch eine Bedieneinheit mit Joystick am Endoskopschaft. Dieses Design ermöglicht eine intuitive, simultane Ein-Personen-Bedienung von Endoskop und Instrument und ist nahtlos in bestehende ESD-Abläufe integrierbar. Die Bedieneinheit ist so konzipiert, dass sie komplexe Eingriffe erleichtert und gleichzeitig die Manövrierfähigkeit des Endoskopschafts zum Vorschieben, Zurückziehen und Drehen ermöglicht. Im Schweinemodell bestätigte sich in einer ersten Machbarkeitsstudie die prinzipielle Durchführbarkeit einer ESD, jedoch zeigte sich das Gelenk in der aktuellen Version mit 5 mm als zu lang.

Schlussfolgerung: Diese Studie demonstriert die grundsätzliche Machbarkeit eines unabhängig aktuierbaren ESD-Messers im Arbeitskanal, sowie dessen erfolgreiche ex-vivo-Evaluierung im Schweinemagen. Die nächste Version muss ein verkürztes Gelenk aufweisen und zukünftige Studien müssen Leistung, Usability sowie den potentiellen Nutzen in präklinischen und klinischen Settings evaluieren, insbesondere hinsichtlich Präzision, Lernkurve und Patienten-Outcome

 

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Publication History

Article published online:
04 September 2025