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News Germany

Konzeption des mitdenkenden Assistenten: Das System nimmt kontinuierlich den Behandlungsablauf wahr und sammelt die relevanten Daten (Perzeption). Unter Einbeziehung von Fakten- und insbesondere Erfahrungswissen (Wissensbasis) erkennt das System anhand dieser Daten die aktuelle Situation (Interpretation) und führt eine geeignete Handlung wie die Einblendung von Ziel-und Risikostrukturen oder eine Instrumenten- oder Kameraführung aus (Aktion). (Bild: Dr. Hannes Kenngott)
Apr 30, 2013 | News Germany

Heidelberger Forscher entwickeln mitdenkenden OP-Computer

by Yvonne Bachmann

MÜNCHEN – Die „Zukunftssicherung durch Innovation“ ist ein Schwerpunkt auf dem diesjährigen Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Dabei wird auch die Frage in den Raum gestellt, wie viel Technik die Chirurgie tatsächlich benötigt. In einer Vortragssitzung wird Priv.-Doz. Dr. Beat Müller, Erster Oberarzt und Sektionsleiter Minimal Invasive Chirurgie an der Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie am Universitätsklinikum Heidelberg, diese Thematik aus Sicht des Chirurgen beleuchten.

In seinem Vortrag wird Müller von eigenen Projekten berichten. Der Heidelberger Mediziner ist sowohl wissenschaftlicher Leiter des Sonderforschungsbereichs/Transregio 125 „Cognition-Guided Surgery – Wissens- und modellbasierte Chirurgie“ als auch des Graduiertenkollegs 1126 „Intelligente Chirurgie“, in deren Rahmen die beteiligten Forscher bereits computerbasierte Systeme entwickelt haben, die der Arzt auch in seinem Kongressvortrag vorstellen wird.

Zu den Geräten gehört unter anderem ein multimodulares Informationsverarbeitungssystem. „Dieses System vereint verschiedene Informationen, die wir gern zusammenbringen möchten“, erklärt Müller im Gespräch mit Surgical Tribune. Mit der bisherigen Technik, die auf dem Markt ist, sei man in mancher Hinsicht noch nicht zufrieden, sie sei aber eine gute Basis, um in der Entwicklung weiterzukommen. So könnte man beispielsweise Roboter mit anderen computerbasierten Methoden in der Medizin kombinieren, wie etwa präoperativen Planungsdaten, Simulation und Weichteilnavigation.

„Mit der Konsole des Roboters hat man im Prinzip eine Informationsverarbeitungsplattform, die fähig ist, andere Computerdaten zu verbinden. Somit ist man in der Lage, Navigation in den Bildschirm zu bringen und plötzlich Dinge zu sehen, die mit dem eigenen Auge gar nicht erkennbar sind – ähnlich wie bei einem Navigationssystem im Auto,“ so Müller.„Operiert man dann mit dem Roboter, wird zum Beispiel ein Tumor eingeblendet, den man an der Oberfläche gar nicht sieht.“

Die Heidelberger Forscher arbeiten an einem neuen System, das im Sinne eines computerbasierten, mitdenkenden Assistenten für die Chirurgie funktioniert. „Hier handelt es sich um eine neue Dimension der computerbasierten Chirurgie“, erläutert Müller. „Der Computer agiert wissens- und modelbasiert. In einem Chip hat er Wissen abgelegt, wie beispielsweise Erfahrungen aus den letzten 1.000 Operationen, aber auch Fachwissen aus Anatomiebüchern. Er weiß, wo welche Organe sind und wie eine Operation funktioniert, und er weiß, welchen Verlauf eine OP genommen hat, wenn man sie auf eine bestimmte Art und Weise durchgeführt hat.“ Der Assistent soll verstehen, lesen und interpretieren und so in der Lage sein, eine Situation vor Ort zu analysieren und eine geeignete Aktion abzuleiten. „Er kennt also die OP-Abläufe, die ihm beigebracht wurden, und erkennt bestimmte Situationen aufgrund von bestimmten Sensordaten wie etwa Videobildern. Sieht er beispielsweise Blut, weiß er, dass dies eine erschwerte Situation mit erhöhtem Risiko bedeuten könnte. Also stellt er automatisch das Licht heller, damit das operierende Team, etwa bei durch die Blutung vermindertem Kontrast, besser sieht. Der Computer agiert also situationsangepasst, ohne dass der Chirurg es merkt.“

Orientiert haben sich die Forscher bei dieser Idee unter anderem an der Automobiltechnik. „Wenn man im Winter fährt und man kommt ins Schleudern, dann werden Stabilisationssysteme eingeschaltet. Nach diesem Modell soll es auch in der Chirurgie funktionieren“, so Müller, der mit seinen Kollegen noch ganz am Anfang der Entwicklung steht. In dieser Phase gehe es darum herauszufinden, wie man für den Computer erkennbar Daten akquirieren kann. Das Gerät könne erst dann richtig agieren lernen, wenn es die Situation versteht, die vorhanden ist. Zudem stelle sich die Frage, welche Sensordaten überhaupt im Computer erkannt und ausgelesen werden können – als eine mögliche Grundlage für die Interpretation, also das Abgleichen mit abgespeicherten Wissensfragen.

Ziel der Forscher ist es, Chirurgen mit dem mitdenkenden Computer adäquate Hilfestellung zu geben. Ob dieser einmal genau so auf den Markt kommen wird, sei ungewiss, aber er könne sich vorstellen, dass Bestandteile davon in 10 bis 15 Jahren im OP zu finden sind, so Müller im Gespräch mit Surgical Tribune.

Um über den Vertrieb nachzudenken, sei es noch viel zu früh, aber man stehe ständig in Kontakt mit interessierten Firmen. „Sie schauen uns zu, unterstützen uns und sind vor Ort, wenn eine Entwicklung marktreif wird“, so der Oberarzt. „Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg, wir forschen zurzeit an den Grundlagen.“

Dr. Beat Müller wird seinen Vortrag im Rahmen der Sitzung „Wie viel Technik braucht die Chirurgie“ halten (2. Mai, 16.30 bis 18 Uhr, Saal 12).

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