Intelligent Medical Technology Trail

Kurzvorstellung des Institutes:

Das ICCAS ist Innovationstreiber bei der Entwicklung computergestützter, integrativer Technologien und intelligenter Assistenzsysteme von der Diagnosestellung bis zur Therapie. Ein Hauptgegenstand der Entwicklungen ist der „Intelligente Operationssaal“. Die Technologien entstehen in enger Zu-sammenarbeit zwischen Informatikern, Ingenieuren und Medizinern und unterstützen vorrangig Ärzte an Kliniken. Sichere Therapien, neue nichtinvasive Behandlungsmethoden und effizientere Ar-beitsabläufe sind die Mehrwerte.

Für Unternehmen ist das ICCAS erfahrener und verlässlicher Kooperationspartner im Bereich Medi-zintechnologietransfer. Das Zentrum verfügt über ein nach EN ISO 13485 –zertifiziertes Qualitätsma-nagementsystem und profitiert von einer engen Anbindung an die Kliniken. Es fördert die regionale und überregionale Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft.

Koordinator:

Prof. Dr. Thomas Neumuth, Universität Leipzig | Medizinische Fakultät | Innovation Center Computer Assisted Surgery – ICCAS

Zielgruppen:

    • Medizintechnikfirmen (Medizin 4.0)
    • Hersteller von IoT-Produkten
    • Kliniken

Partner aus Forschung, Industrie:

Institut Abteilung Typ
Fraunhofer Institut, Dresden Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) Wissenschaft
International Reference and Development Center for Surgical Technology IRDC, Leipzig Wissenschaft
Universität Leipzig Institut für Anatomie
Institut für Informatik
Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie (IMISE)
Wissenschaft
Universität Leipzig Biotechnologisch-Biomedizinisches Zentrum (BBZ) Wissenschaft
Universität Leipzig Herzzentrum Leipzig Wissenschaft
Universität Leipzig Sächsischer Inkubator für Klinische Translation (SIKT) Wissenschaft
Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (HTWK) Innovative Surgical Training Technologies (ISTT), Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik (EIT) Wissenschaft
Universitätsklinikum Leipzig Klinik für Neurochirurgie
Klinik für Mund-Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie
Klinik für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf-Hals-Onkologie
Klinik für Nuklearmedizin
Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie
Klinik für Anästhesiologie
Klinik für Viszeralchirurgie
Wissenschaft
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig Neurologie Wissenschaft
Technische Universität Dresden Universitätskrankenhaus, Neurochirurgie Wissenschaft
OncoRay – Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie (Dresden) Wissenschaft
PHACON, Leipzig Industrie

Wertversprechen:

    • Unsere intelligenten Assistenzsysteme bieten Ärzten Unterstützung von der Diagnosestellung bis zur personalisierten Therapie.
    • Der Umgang mit einer enormen Vielzahl an Daten an Kliniken wird immer relevanter. Unsere Modelle integrieren diese Informationen und bieten fundierte Entscheidungshilfen.
    • Durch unsere Systeme werden Arbeitsabläufe an Kliniken einfacher und kostensparender.
    • Computergestützte, individuelle Behandlungsstrategien und neue nichtinvasive Therapie-möglichkeiten im intelligenten OP erhöhen nachhaltig das Patientenwohl.
    • Unsere Produkte sind ISO-zertifiziert.

Demonstratoren:

Station 1 – Intelligenter Operationssaal

Der im ICCAS befindliche „Intelligente Operationssaal“ ist Forschungsergebnis des bundesweiten Leuchtturmprojektes „OR.Net – Sichere und dynamische Vernetzung in Operationssaal und Klinik“ und steht vor allem Technikern, Informatikern und Medizinern für weitere Forschungsarbeiten und Ergebnisevaluationen zur Verfügung. Besucher können hier anhand nachgestellter Eingriffe aus dem Bereich der Kopf- und Halschirurgie am Ganzkörperphantom die einzigartige Vernetzung und Intelligenz des OPs erleben.

Das OP-Personal muss weniger agieren, kann sich intensiver auf seine Kernaufgaben konzentrieren und wird durch moderne Assistenzen unterstützt. So werden beispielsweise sämtliche Patientendaten und Parameter automatisch in alle Geräte eingespielt und müssen nicht mehr, wie noch üblich, manuell eingepflegt werden. Dies vermindert Fehlerquellen. Die Geräte können zudem von einem zentralen Punkt aus gesteuert werden. Mit einem dynamisch vernetzten Fußschalter ist es möglich, verschiedene Instrumente zu steuern. Alarmfunktionen helfen akustisch und optisch bei der Navigation durch enge Operationsgebiete. Patientendaten, Vitalparameter, aktuelle Bilddaten und Überwachungsfunktionen werden auf einem zentralen Monitor eingespielt, der in der Sichtachse des Operierenden liegt.

Im Operationssaal von morgen: Informatiker, Ingenieure und Mediziner entwickeln im Leipziger Innovationszentrum für Computer-assistierte Chirurgie (ICCAS) gemeinsam Computer-gesteuerte Assistenzen für bessere Arbeitsabläufe und sichere Therapien. ©Stefan Straube/UKL
Station 2 – Digitales Patientenmodell

Die Projektgruppe „Digitales Patienten- und Prozessmodell“ erstellt informationstheoretische Konzepte zur formalen Beschreibung und Modellierung von Patientendaten und klinischen Entscheidungsprozessen. Patientenmodelle verknüpfen und analysieren sämtliche für eine Therapie relevanten Daten und ermöglichen somit eine Rundumdarstellung des Patienten sowie seines erkrankten Organs. Entscheidungsmodelle integrieren alle patientenspezifischen Informationen zu einer künstlichen Intelligenz. Mathematische Modelle und probabilistische Inferenzverfahren erlauben eine Simulation der Patientensituation und bilden die Grundlage für eine evidenzbasierte Therapieentscheidungsunterstützung. Mit Hilfe von modernster Informationstechnologie wird das Digitale Patientenmodell in der Analysestation ISAAC (Intelligent System for Advanced Analysis of Complex Cancer Cases) zur Anwendung kommen. ISAAC orientiert sich am kognitiven Ablauf ärztlicher Arbeit und bietet durch die Integration modelbasierter Entscheidungsunterstützung einen innovativen Mehrwert, der Grundlagen für die personalisierte Medizin und somit eine erhöhte Patientensicherheit schafft.

Station 3 – Medizinische Robotik

An der Station „Medizinische Robotik“ erleben die Besucher ein Robotersystem für die Unterstützung des Chirurgen bei der Führung minimal invasiver Instrumente. Dabei profitieren besonders Chirurgen und interventionelle Radiologen bei minimal-invasiven Eingriffen, wie Gewebepunktionen, Ablationen und Biopsien, von der hohen Positioniergenauigkeit des Robotersystems. Die Kombination eines optischen Tracking-Systems mit einem Roboterarm ermöglicht die exakte Positionierung dieser medizinischen Werkzeuge. Über eine Augmented-Reality-basierte Tablet-Anwendung können patientenindividuelle rekonstruierte 3D-Modelle referenziert und Zielstrukturen markiert werden. Der Roboterarm steuert die definierten Positionen an und stellt ein Führungssystem für den Nadelvorschub zur Verfügung. Die zusätzliche Integration eines Ultraschallkopfes ermöglicht die Kontrolle der Nadelposition im Gewebe. Ein wiederholtes Vorschieben der Nadel durch Verfehlen des Ziels wird vermieden und Patient und Chirurg entlastet.

Laufende Projekte:

https://www.iccas.de/projektgruppen/modelbasierte-automation-und-integration/

https://www.iccas.de/projektgruppen/digitales-patienten-und-prozessmodell/

Möglichkeiten für Projekte und Förderinstrumente:

Im Rahmen unserer klinisch geprägten Forschungsfelder existieren zahlreiche Anknüpfungspunkte zur Kooperation mit verschiedensten Dienstleistern und Unternehmen, um gemeinsam innovative und nachhaltige Projekte zu generieren und umzusetzen. Hierbei bestehen verschiedene Möglichkeiten öffentliche Förderinstrumente zu nutzen, wie z.B.: SAB InnoTeams oder SAB Verbundprojekte, Verbundprojekte zu BMBF Programm (beispielsweise KMU:Innovativ) sowie BMWI Projekte oder die Zusammenarbeit in H2020 Vorhaben.

Zur gleichen Zeit können durch ICCAS auch verschiedene Dienstleistungen angeboten werden:

    • Industrielle Auftragsforschung
    • Consulting zu Medizinprodukteentwicklung nach DIN EN ISO 13485:2012
    • Exzellente Infrastruktur, enge Anbindung an die Klinik

Sie haben Interesse an diesem Trail? Dann kontaktieren Sie uns!
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