Das Innovationszentrum für Computerassistierte Chirurgie (ICCAS) ist ein interdisziplinäres Forschungszentrum an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig. Hauptfördermittelgeber ist das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Das ICCAS ist Innovationstreiber bei der Entwicklung computergestützter, integrativer Technologien und intelligenter Assistenzsysteme von der Diagnosestellung bis zur Therapie. Die Projektarbeiten der zentralen Forschungsgruppen finden sich in den beiden Divisionen „Computerassistierte Interventionen und „Modellbasierte Medizin“ wieder. Diese sind miteinander verzahnt und verfolgen das übergeordnete Ziel des ultimativen intelligenten Hybrid-Operationssaals für smarte medizinische Technologien in der chirurgischen und interventionellen Versorgung. Diese entstehen in enger Zusammenarbeit zwischen Informatikerinnen und Informatikern, Ingenieurinnen und Ingenieuren sowie Medizinerinnen und Medizinern und unterstützen vorrangig Ärztinnen und Ärzte an Kliniken. Sichere Therapien, neue nichtinvasive Behandlungsmethoden und effizientere Arbeitsabläufe sind die entscheidenden Mehrwerte.
Für Unternehmen ist das ICCAS erfahrener und verlässlicher Kooperationspartner im Bereich Medizintechnologietransfer. Das Zentrum verfügt über ein nach EN ISO 13485 zertifiziertes Qualitätsmanagementsystem und profitiert von einer engen Anbindung an die Kliniken. Es fördert die regionale und überregionale Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft.
Die moderne Medizin ist ohne den Einsatz von Technik nicht mehr vorstellbar: Medizin, Informationsmanagement und biomedizinische Technik wachsen immer enger zusammen. Diese Entwicklung erfordert eine Kombination aus traditionellen Medizinprodukten und modernen Informationssystemen. Das Forschungsfeld Modellbasierte Automation umfasst die Entwicklung von Konzepten zur Gestaltung eines intelligenten Operationssaals, in dem eine auf die Bedürfnisse der Chirurginnen und Chirurgen angepasste Technik unterschiedlicher Hersteller zum Einsatz kommt, die durch Kompatibilität der Systeme effektiv genutzt werden kann. Ziel dieses integrierten chirurgischen Arbeitsplatzes ist die qualitative und quantitative Verbesserung von Operationsverläufen durch Entlastung der Chirurginnen und Chirurgen von nichtproduktiven Nebenarbeiten sowie die Erhöhung der Patientensicherheit mithilfe chirurgischen Workflow-Managements.
Die wachsende Zahl medizinischer Screening-Möglichkeiten und Behandlungsformen für komplexe Erkrankungen erfordert mehr patientenspezifische Therapieentscheidungen und Behandlungsprozesse, die die Chance auf ein besseres klinisches Ergebnis erhöhen. Digitale Patienten- und Prozessmodelle, die in klinische Entscheidungsunterstützungssysteme integriert sind, assistieren bei dieser Herausforderung. Die Forschungsgruppe unterstützt die Entscheidungsfindung durch die Modellierung therapeutischer Entscheidungsprozesse und die Entwicklung von Entscheidungsunterstützungssystemen sowie patientenspezifischen Therapieprozessmodellen. Es werden Methoden entwickelt für die Extraktion und Strukturierung von relevanten Informationen aus Patientenakten und zur Erstellung standardisierter Informationsmodelle.
Die intraoperative Bildgebung spielt für die Ergebnisverbesserung von Operationen eine entscheidende Rolle. Dabei sind innovative nichtionisierende und nichtinvasive Modalitäten, wie die Hyperspektral-Bildgebung, für Patientinnen, Patienten und medizinisches Personal von großem Vorteil. Zudem kann künstliche Intelligenz die Chirurginnen und Chirurgen bei der Analyse nicht standardisierter Bilder erheblich unterstützen. Die Forschungsgruppe Intraoperative Multimodale Bildgebung beschäftigt sich mit der Entwicklung von bildgebungsbasierten Assistenzsystemen für chirurgische Anwendungen, wie die intraoperative Ultraschall-Bildgebung bei Hirntumorresektionen, Infrarotthermographie für die plastische Chirurgie sowie die Hyperspektral-Bildgebung zur Erkennung von Strukturen und zur Beurteilung der Gewebedurchblutung.
Diese Forschungsgruppen untersuchen neue Technologien für bildgesteuerte Verfahren und therapeutische Assistenzsysteme speziell im Bereich der Magnetresonanztomographie (MRT)-geführten und nichtinvasiven Interventionen. Hauptthemen sind neuartige Anwendungen von fokussiertem Ultraschall (FUS), robotische Lösungen zur Positionierung von Ultraschallwandlern, die Entwicklung MRT-kompatibler Instrumente für MRT-geführte Endomyokardbiopsien (MRT-Biopsie) sowie interventionelle Techniken mit Unterstützung durch hochauflösende PET/MRT-Aufnahmen. Im BMBF-geförderten Verbund-ZIK SONO-RAY beschäftigen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit einer neuartigen Form der Krebsbehandlung, die aus einer Kombination von fokussiertem Ultraschall und Strahlentherapie besteht. Die Realisierung dieses Kombinationsansatzes soll in der Klinik mithilfe von Robotern umgesetzt werden.
Die Robotikgruppe strebt die Integration von kollaborativen Robotersystemen in den klinischen Bereich an. Wichtige Aspekte solcher Systeme, wie die direkte Interaktion mit den Robotern während der autonomen Bewegung, bieten vielversprechende Interaktions- und Workflow-Konzepte. Hierbei reduziert sich die Komplexität und die Handhabung der Roboter bei chirurgischen Aufgaben wird erleichtert. Der Hauptforschungsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung einer integrierten Plattform für die Vernetzung der kollaborativen Robotik mit anderen medizinischen Geräten. Verschiedene Anwendungsfälle des therapeutischen und bildgebenden Ultraschalls werden evaluiert.
Die nichtinvasive und strahlungsfreie Elektrische Impedanz-Tomographie (EIT) hat das Potenzial, den Ärzten in der Notfallmedizin, Intensivmedizin und Neonatologie einen direkten Einblick in den Lungenzustand und die Lungenfunktion der Patientinnen und Patienten zu geben. Die Forschungsgruppe entwickelt innovative Analyse- und Überwachungsalgorithmen, um die individualisierte Therapieauswahl und -steuerung für neugeborene und erwachsene Patientinnen und Patienten mit Atemwegserkrankungen sowohl im vorklinischen als auch klinischen Umfeld zu verbessern. Kooperationen mit Medizintechnikherstellern ermöglichen eine Überführung der Forschungsergebnisse in klinische Medizinprodukte.
KONTAKT
Prof. Dr. med. Andreas Melzer
Geschäftsführender Direktor
Universität Leipzig / Medizinische Fakultät
Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS)
Semmelweisstraße 14, Haus 14
04103 Leipzig
Tel.: +49 341 9712000
Fax: +49 341 9712009
E-Mail: info[at]iccas.de
www.iccas.de
Prof. Dr. Thomas Neumuth
Stellv. Direktor
Universität Leipzig/Medizinische Fakultät
Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS)
Semmelweisstraße 14, Haus 14
04103 Leipzig
Tel: +49 341 9712000
Fax: +49 341 9712009
E-Mail: info[at]iccas.de
www.iccas.de
Zum den Beiträgen "Leipziger Leuchtturm" und "In der Kombi liegt die Kraft" aus der Rubrik "Im Blickpunkt"
