Zukunft der Medizin

Informatik an neuem Sonderforschungsbereich zu wissensbasierter Chirurgie beteiligt.

Zum 1. Juli 2012 startet der neue Sonderforschungsbereich (SFB) 125 „Cognition-Guided Surgery“, in dem das KIT und die Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg als universitäre Partner gemeinsam mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum als außeruniversitäre Einrichtung an wissensbasierten, technischen Systemen forschen wollen, die Chirurgen bei ihrer Arbeit sinnvoll unterstützen. Vier Institute des KIT arbeiten in einzelnen Teilprojekten, die fast immer mit einem Informatiker und einem Mediziner besetzt sind, eng mit den Partnern aus Heidelberg zusammen. Das Institut für Anthropomatik unter Prof. Rüdiger Dillmann und das Institut für Prozessrechentechnik, Automation und Robotik mit Prof. Heinz Wörn von der Fakultät für Informatik sowie das Institut für Angewandte Informatik und Formale Beschreibungsverfahren und das Institut für Angewandte und Numerische Mathematik bringen ihre Expertise in den Bereichen Bildverarbeitung, Simulation, Wissensmodellierung und Robotik ein während sich die Universität Heidelberg medizinischen Themen wie Viszeralchirurgie, Herzchirurgie, Strahlentherapie, Radiologie widmet. Das Deutsches Krebsforschungszentrum arbeitet an Bildverarbeitung und Strahlenphysik.

2009 hat der Deutsche Chirurgenkongress die Wichtigkeit der Symbiose von Technik und Chirurgie als Motor einer modernen humanen Medizin besonders betont. Ohne technische Innovationen gibt es in der Chirurgie keinen Fortschritt. Dabei ist die Technik stets ein Hilfsmittel, um den Chirurgen bei seiner Tätigkeit durch immer leistungsfähigere Systeme zu unterstützen und damit eine höherwertige Patientenversorgung zu ermöglichen. So wurden in Bereichen wie Therapieplanung, Simulation und im Besonderen auch in der Durchführung von Operationen in jüngerer Zeit Durchbrüche erzielt. Immer noch problematisch sind allerdings die Schnittstellen zwischen den einzelnen Systemen und dem Chirurgen. Das bedeutet, es stehen zwar immer leistungsfähigere Einzelsysteme, zum Beispiel in der Bildverarbeitung oder Gerätetechnik zur Verfügung, aber bis heute ist es nur begrenzt möglich, diese zu kombinieren. Und selbst kombinierte Einzelsysteme belassen die Verknüpfung der gelieferten Informationen beim Chirurgen, können keine übergeordneten Schlüsse ziehen und bleiben insgesamt passiv.

Die Vision des SFB/Transregio „Cognition-Guided Surgery“ ist ein technisches kognitives System, das ähnlich einem menschlichen Assistenten mitdenkt und den Chirurgen unterstützt. Das System wird dafür prä-, intra- und postoperative Informationen verknüpfen und wissensbasiert interpretieren. Dies bedeutet, dass das System kontinuierlich den Behandlungsablauf wahrnimmt und die relevanten Daten sammelt. Unter Einbeziehung von Fakten- und insbesondere Erfahrungswissen erkennt das System anhand dieser Daten die aktuelle Situation und führt ggf. eine geeignete Handlung aus. Das Ergebnis wird im Sinne eines Lernprozesses in die Wissensbasis rückgeführt und steht als Erfahrungswissen beim nächsten Einsatz zur Verfügung. Eine entscheidende Voraussetzung für ein solches kognitives System ist eine gemeinsame Plattform, in der verschiedene, modular entwickelte Komponenten zusammengeführt und integriert werden. Durch Nutzung eines solchen kognitiven Systems, soll es für den Chirurgen in der Zukunft einfacher werden, eine ideale Therapie für seine Patienten zu finden und diese mit optimaler Qualität durchzuführen.

Der SFB „Cognition-Guided Surgery“ ist einer von 20 SFBs, die die DFG zum 01. Juli 2012 für eine erste Förderperiode von vier Jahren einrichtet. Fünf der neuen Verbünde, darunter der SFB 125 sind SFB/Transregio und verteilen sich somit auf mehrere Standorte.