Prof. Dr. Urs Würgler: Präzision mit Zukunft – Die Universität Bern setzt auf Medizintechnik

Grosses Know-how, Fingerspitzengefühl und eine ruhige Hand gehören zu den wich­­tigsten Eigenschaften eines guten Chi­­rurgen. Doch auch dem besten Arzt kann es passieren, dass er bei einer Ope­­ration ungewollt Gefässe oder gesundes Gewebe verletzt. Künftig wird dieses Risi­ko minimiert – dank modernster Com­­­pu­ter­­software der Universität Bern. Was wie ein Drehbuch für eine futuristische Ärz­­te­­serie anmutet, könnte schon bald Re­­a­li­­tät in Spitälern werden: Während ei­­ner Operation misst das System die Po­­si­­tio­­nen der chirurgischen Instrumente und verbindet diese mit einer dreidimen­sio­­nalen Simulation des Organs und seiner Gefässsysteme. Dieses Prinzip – ähnlich einem GPS – erlaubt es Chir­ur­gen aufgrund der verbesserten räumlichen Ori­­entierung, geplante Behandlungs­schritte exakt durchzuführen.
Entwickelt wurde die Software am Ins­ti­tut für Chirurgische Technologien und Bio­­mechanik (ISTB) der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Uni­ver­si­täts­­kli­nik für Viszerale und Trans­­­plan­tations­chi­­rurgie des Insel­spi­tals Bern zunächst für die Leberchirurgie. Ei­­ne Erweiterung auf an­­dere Organe ist je­­doch denkbar. Das „GPS für die Le­­ber­­chi­­rurgie“ zeigt ex­­em­plarisch auf, wie sich zukunftsorien­­tierte For­schungs­­leis­tun­gen auf dem Markt be­­haupten und zu nachhaltigen Ko­­­­ope­ra­tio­­nen mit Indus­trie­part­­nern füh­­ren.

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Dass die Universität Bern ge­­rade in der Me­­di­­zintechnik eine starke Posi­tion hält, ist kein Zufall. Der Kanton Bern ver­­folgt seit mehr als zehn Jahren ei­­ne Clus­­ter-Stra­­tegie. Eines dieser Netz­­­wer­ke bil­­det die Medizin­­technik mit 227 Mit­­glie­­dern und der Uni­­ver­­sität und der Fach­­hoch­­schule als Partnern.
Damit blei­­ben der Kan­­­ton und die hiesige Alma ma­­ter ihren Wurzeln treu. Denn die Me­­dizintechnik hat im Kanton Bern eine lan­­ge Tradition: Bereits im 17. Jahr­hun­­dert formte der in Bern wirkende be­­rühm­­te „Me­­­dicus und Chirurgus“ Wilhelm Fa­­bry (Hildanus) für eine spezielle Au­­gen­­ope­ra­­tion ein Muster des gekrümmten Messers. Und immer wenn der spätere Nobel­preis­­träger Theo­­dor Kocher (1841–1917) an den Ope­­ra­­tionstisch trat, griff er zu selbst ent­­­wor­fen­­en Instrumenten aus Berner Pro­­­­­duk­­­­tion.

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Präzise wie ein Uhrlaufwerk
Die Reihe von innovativen Ärzten, wel­­che die Hilfsinstrumente stetig zu ver­­­­­bes­sern suchten, lässt sich bis in die Ge­­genwart fortsetzen – und stets waren industrielle Partner in den Entwicklungs­­prozess ein­­gebunden. Und: Dank dem Er­­be der Uhr­­en­­industrie am Jura-Süd­bo­gen ver­­fügt der Kanton Bern über Know-how im Prä­­zisions­­­handwerk, das für die Me­­di­­zin­­­tech­­nik unent­­behrlich ist. Eine der prägendsten Figuren war si­­cher­­­­­­lich der Orthopäde Maurice E. Müller, der von 1963 bis 1980 als Professor und Kli­­­­nik­­chef am Inselspital Bern wirkte. Ge­­meinsam mit Robert Mathys entwarf und verwirklichte er bereits ab 1958 Ins­­­­tru­­mente für orthopädische Opera­tio­nen, ab 1967 dann in seiner eigenen Firma Pro­­­­tek und in Zu­­sammenarbeit mit Sulzer das „künstliche Hüftgelenk“. An der Uni­­­­ver­si­­tät Bern wird Maurice E. Müllers Er­­be ge­­pflegt.
Das eigentliche Paradepferd für Me­­di­zin­­tech­­nik an der Universität Bern ist das „Ar­­torg Center for Biomedical Engi­nee­­ring Research“. Die Universität hat es ge­­grün­­det, um die interdisziplinäre Zu­­sam­men­arbeit in den Bereichen Aus­bil­­dung, For­­schung und Entwicklung, In­­no­­vationen und Start-ups im Bereich der Organ-Un­ter­­­­stützungs­­technologie zu för­­dern. Das eingangs er­­wähnte „GPS für die Leber­chi­­rurgie“ wurde an einem Ins­­titut des Ar­­torg Centers entwickelt.

Die Kombination von modernen bildge­ben­­­­den Verfahren mit neuesten Erkennt­nis­sen aus der anatomischen For­schung ist eines der Spezialgebiete des Zen­­t­­rums.
Das zeigt auch eine neuartige, ebenfalls am Artorg Center entwickelte Technik, bei der während Operationen zum Er­­satz des Hüftgelenkes die Pfanne kosten­­güns­­­­tig nach Plan platziert werden kann.

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Die dritte Dimension
Diese Technik wurde ebenfalls am ISTB der Universität Bern entwickelt, das Pa­­tent ist hinterlegt. Die entwickelten Al­­­­go­­­­­­­­rithmen erlauben erstmals die genaue drei­­dimen­sionale (3D) Rekonstruktion der Geo­metrie des menschlichen Be­­ckens un­­­­ter Ver­wendung einer normalen, zwei­­di­men­­sionalen Röntgenaufnahme, die be­­­­reits bei der diagnostischen Abklärung der Hüft­beschwerden benötigt wird. Die dreidimensionalen Zu­­satz­­informationen wurden mathe­­ma­tisch auf der Basis umfangreicher Er­­fah­­rungs­­werte kreiert – teure computer­to­mo­­gra­­phische 3D-Aufnahmen (CT/MRI) so­­wie komplexe Navigationssysteme wäh­­rend der Ope­­ration sind dadurch unnötig. Als Winkel­referenz wird die na­­türliche Gra­­­­vi­ta­tion verwendet. Dabei dienen zwei ein­­fache kreisförmige Wasser­­waagen dem Orthopäden als Kon­trolle beim Ein­schla­­­gen der Pfanne. Da­­mit hat diese Tech­­nik auch ein Ein­satz­po­tenzial in Ent­­wick­­lungs­­ländern. Zur Ver­­­mark­tung der Tech­no­lo­­gie gründen derzeitig das ISTB und die Swiss Ortho Cli­nics das Start-up-Unter­­neh­­men Ort­ho­Com­­pass.

Ausgezeichnete Forschung
Die Universität Bern betreibt in Zu­­sam­­men­­arbeit mit den Inselkliniken seit Lan­­­­gem mit grossem Engagement For­schun­­­­gen im Bereich der Medizin­tech­nik. Durch die Artorg-Initiative soll dieser Bereich weiter gestärkt werden. Dass sich dieses En­­gage­­ment lohnt, zeigt nicht zuletzt das gute Echo der im Kanton Bern an­­säs­­si­­gen Medizintech­nik­­unter­neh­men auf die For­­schungsleis­tun­gen der Uni­­versität: Die beiden er­­wähnten Beispiele wurden im Jahr 2009 mit einem Inno­va­­tions­­preis (erster und zweiter Platz) des Burg­dorfer Injek­tions­­un­ter­neh­mens Ypsomed ausgezeichnet.

rektorProf. Dr. Urs Würgler (Jahrgang 1945) ist Rektor der Universität Bern. Er hat Mathe­matik, Phy­­sik und Philosophie studiert, wurde 1969 promoviert und habilitier­te 1975 für das Fach Mathe­ma­­tik. Ab 1979 war er als voll­amt­­licher Extraordinarius, ab 1990 dann als Ordinarius in Bern tätig. 1991–1993 war er De­­kan der Phil.-nat. Fa­­kultät, 1994–2000 ge­­schäfts­füh­­render Direktor des Mathe­­ma­­ti­schen Ins­­tituts. Seit 1996 wirk­t er als Vize­rektor dann als Rektor der Universität Bern.