Medical Device HoloMed: Neue präzise OP-KI-Lösung für die Neurochirurgie

Mit dem System HoloMed haben Wissenschaftler vom Institut für Anthropomatik und Robotik des KIT, Karlsruhe, eine Lösung entwickelt, das Neuro-Chirurgen im Vorfeld einer OP professional unterstützt. Der Fokus liegt dabei auf Punktionen am Gehirn, die beispielsweise bei Hirnblutungen oder Schlaganfällen notwendig sind. Dabei wird angesammelte Flüssigkeit aus dem Gehirn entfernt und so der Druck reduziert. Um die optimale Punktionsstelle und -richtung zu bestimmen, ertastet und vermisst der Chirurg verschiedene anatomische Landmarken. „Die Schwierigkeit besteht darin, dass die Bestimmung des Einstichwinkels oft nur wenige Grad Toleranz zulässt und der Arzt das Ziel nicht direkt visualisieren kann“, sagt Professor Björn Hein, der das HoloMed-Projekt zusammen mit Professorin Franziska Mathis-Ullrich am KIT leitet. Nur etwa 60 Prozent der freihändig durchgeführten Einstiche erreichen eine optimale Position. Mit Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) erstellt HoloMed aus computertomografischen Aufnahmen des Patienten ein Modell und kann darauf tief liegende, nicht sichtbare Strukturen im Körper abbilden. Das System soll die Arbeit von Medizinern optimieren.

Mit NEO2019 belohnt - Innovative, neuartige und kostengünstige Lösung

Die Karlsruher Forscher beim Institut für Technologie (KIT), die das System „HoloMed“ mitentwickelt haben, sind am 24. Oktober 2019 von der „TechnologieRegion Karlsruher“ mit dem Innovationspreis NEO 2019 ausgezeichnet worden. Der Preis ist mit 20.000 Euro dotiert. „Die KI und daraus resultierende Technologien und Anwendungen prägen schon heute sowohl unseren Alltag als auch unsere Arbeitswelt. In Zukunft werden uns lernende Systeme aber noch viele weitere gewaltige Möglichkeiten bieten, unsere Wirtschaft und unsere Informationsgesellschaft zu gestalten“, sagt der Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka. „Ich freue mich sehr, dass beim NEO2019 ein Projekt aus dem revolutionären Bereich der KI erfolgreich war. Dem Gewinnerteam gratuliere ich herzlich.“

Wie setzt HoloMed an?

Eine Augmented Reality-Brille unterstützt den Operierenden dabei, den Einstichpunkt und -winkel der Punktionsnadel zu bestimmen. Die Basis bilden die aktuellen Daten aus der elektronischen Patientenakte und CT- oder MRT-Scans des Patienten. Eine von Christian Kunz, wissenschaftlicher Mitarbeiter am KIT, entwickelte KI erstellt daraus ein Modell und bildet tief liegende, nicht sichtbare Strukturen im Körper genau ab. Durch Einblendung der operationsrelevanten Informationen in das Sichtfeld des Arztes kann dieser dann ortsgenau bestimmen, wie er die Nadel optimal führen muss. „Wir setzen zur automatisierten Bestimmung dieser Informationen maschinelle Lernverfahren ein. Hierzu wird im ersten Schritt ein segmentiertes 3D-Modell des Kopfes erzeugt, woraus später der Zielpunkt bestimmt wird. Der Arzt kann bei Bedarf aber immer individuell Korrekturen vornehmen“, so Hein. „Wir streben mit dem System eine innovative, neuartige und kostengünstige Lösung an, die direkten Einfluss auf die Qualität solcher Eingriffe hat.“ HoloMed soll – nach erfolgreicher Realisierung bei der Punktion – auch bei anderen Operationen einsetzbar sein.

HoloMed

BU: Dr. Michal Hlavac von der Neurochirurgischen Klinik Ulm und Christian Kunz aus dem Team „Heatlh Robotics and Automation" (HERA) des KIT bei der ersten Phantom OP zur Evaluation des HoloMed Systems.

Foto: KIT-HERA

Quelle: PI KIT, 24.10.2019

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Quellen-URL (abgerufen am 18.11.2019 - 19:23): http://www.neuromedizin.de/Neuro-Chirurgie/Medical-Device-HoloMed--Neue-praezise-OP-KI-Loesung-fuer-die.htm
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