Endgültig erwachsen

15 Jahre sind seit der Gründung des Innovationszentrums Computerassistierte Chirurgie (ICCAS) in Leipzig vergangen. Nun soll ICCAS ein Institut an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig werden.

Keine Frage, das Leipziger ICCAS, das 2005 als Zentrum für Innovationskompetenz startete, ist eine Erfolgsgeschichte. Die einzigartige Kooperation von Informatikern, Ingenieuren und Medizinern und die Früchte ihrer Zusammenarbeit sind längst über die Landesgrenzen hinaus bekannt. Die Verstetigung und vollständige Integration des Forschungszentrums in die Universität Leipzig zeigt, welche Bedeutung das ICCAS hat. Die Wissenschaftler haben in den letzten Jahren immer erfolgreicher Fördermittel eingeworben, 2019 waren es weit über fünf Millionen Euro. Auch der internationale Austausch hat einen hohen Stellenwert bekommen. Im letzten Jahr waren 30 Gastwissenschaftler am ICCAS – so viele wie nie zuvor.

Operationssaal mit hyperspektraler Bildgebung

So sieht ein Operationssaal mit hyperspektraler Bildgebung aus. Die farbigen Live-Bilder liefern dem Chirurgen wichtige Informationen für eine optimale OP.

ICCAS Leipzig

Was Fördermittelgeber und internationale Forscher überzeugt, sind die spannenden, praxisnahen Themen, die ICCAS-Teams bearbeiten. Unter anderem wollen die Leipziger die Medizintechnik in den Operationssälen Hersteller-übergreifend vernetzen. Wenn die verschiedenen Geräte problemlos verknüpft werden, könnte das den Chirurgen die Arbeit sehr erleichtern. Genauso wie zusätzliche Assistenzsysteme, die Bild- und Workflowinformationen während der OP bereitstellen. Auch daran arbeiten Medizin-Informatiker bei ICCAS.

Unsichtbares sichtbar machen

Um bei einer minimal-invasiven Operation Gewebestrukturen zu erkennen und nicht zu verletzen, entwickeln die Leipziger Wissenschaftler gemeinsam mit einem Unternehmenspartner ein völlig neues Assistenzsystem. Es basiert auf dem hyperspektralen Bildgebungsverfahren – eine Verbindung aus Spektroskopie und Bildgebung.

Farbiges Hyperspektralbild (hier von einem Modell)

Klarer sehen: Dank des farbigen Hyperspektralbildes (hier von einem Modell) können Chirurgen sensible Strukturen und krankes Gewebe direkt während des Eingriffs erkennen.

ICCAS Leipzig

Das System zeichnet Bilder von sehr vielen, eng beieinanderliegenden Wellenlängen auf und macht damit selbst die Durchblutung von Gewebe sichtbar. Mediziner am Universitätsklinikum Leipzig setzen das Verfahren bereits für Untersuchungen des Magen-Darmtraktes ein. Insbesondere bei einer Operation im Bauchraum könnten Chirurgen mit Hilfe der hyperspektralen Bildgebung ihr eingeschränktes Sichtfeld enorm erweitern. Sie erkennen damit anatomische Risikostrukturen, zum Beispiel Nerven, aber auch pathologische Veränderungen des Gewebes. Mit herkömmlichen Verfahren wie dem Ultraschall ist das nicht möglich, insbesondere bei hohlen Organen wie dem Darm. Ein weiterer Vorteil des hyperspektralen Bildgebungsverfahrens: Kontrastmittel sind dafür nicht notwendig.

Dreidimensional und fokussiert

Auch der Einsatz des fokussierten Ultraschalls für minimal-invasive Eingriffe ist ein wichtiges Forschungsvorhaben am ICCAS. In Verbindung mit der Bildgebung durch die Magnetresonanztomographie (MRT) könnten Chirurgen ihre Operationen dreidimensional planen und durchführen. Besonders bei der Behandlung von Tumoren kann der Einsatz von fokussiertem Ultraschall, kombiniert mit MRT, von Vorteil sein. In Laborversuchen konnten die Leipziger Wissenschaftler bereits nachweisen, dass die Überlebensfähigkeit von Prostata-Krebszellen durch die Behandlung mit fokussiertem Ultraschall stark reduziert wurde. Eine anschließende Bestrahlung der Tumorzellen könnte den Erfolg der Therapie erhöhen. Daran arbeitet ein ICCAS-Team im Verbundprojekt SONO-RAY zusammen mit dem Zentrum für Innovationskompetenz OncoRay in Dresden. Um den fokussierten Ultraschall präzise anzuwenden, wollen die Wissenschaftler spezielle Roboterarme nutzen, die sie bereits testen. Es sind zukunftsweisende Ideen, die vom ICCAS kommen und diverse weitere Projekte, an denen die Forscher arbeiten – ab jetzt als eigenständiges Institut der Universität Leipzig.