Stefan Bohn, Bernhard Glaser und Sandra von Sachsen präsentierten auf der diesjährigen CURAC ihre Forschungsergebnisse. Stefan Bohn stellte in der Session II seinen Vortrag „Ein Framework zur Datenintegration in der HNO-Tumortherapie“ vor.

Abstract des Vortrages:
Der Prozess der HNO-Tumortherapie wird heute von einer Vielzahl klinischer Informationssysteme zur Befundung, Dokumentation und dem Review unterstützt. Maßgebliches Defizit dabei ist jedoch die Verteilung logisch zusammenhängender Informationen über mehrere Systeme verschiedener Hersteller. Der Gesamtprozess ist dadurch von Medienbrüchen sowie zeitaufwändigen Mehrfacheingaben und inkonsistenter Speicherung geprägt. Durch das vorgestellte Framework sollen die Defizite der verteilten Informationen ausgeglichen werden, indem eine Plattform realisiert wird, welche den Gesamtprozess abbildet und konsistent elektronisch begleitet. Das Dokumenthandling für klinische Anforderungen, die Panendoskopie und die OP werden einheitlich unterstützt. Das Framework bindet ferner den Prozessschritt der Therapieentscheidung im Tumorboard durch das neue Konzept der Treatment Planning Unit nahtlos elektronisch in den Gesamtprozess mit ein.

Bernhard Glaser präsentierte in der Session IV seinen Vortrag zur „Konzeption und Basisarchitektur eines OP-Instrumententisch-Überwachungssystems“.
Abstract des Vortrages:
Die automatische Erkennung des Zustandes eines laufenden Eingriffs im Operationssaal mittels Sensoren erlaubt es zukünftigen Unterstützungssystemen, situationsgerechte Unterstützung des Personals während des gesamten Workflows bereitzustellen und zu Effizienz und Patientensicherheit beizutragen, ohne die bestehenden Arbeitsabläufe störend zu beeinträchtigen. Von zentralem Interesse ist dabei die Kenntnis über die jeweils eingesetzten chirurgischen Instrumente, wobei Ans¨a;tze über RFID- oder Barcode-Technologie wegen ihrer Einschränkungen für den Praxiseinsatz vermieden werden sollen. Der vorgestellte Ansatz zur optischen 2D-Erkennung der Instrumente auf dem Instrumententisch stellt jedoch besondere Anforderungen an die zugrundeliegende Architektur eines Softwaresystems. Der Beitrag stellt einen Ansatz zur strukturierten Bewältigung des dabei entstehenden Aufkommens von Bilddaten vor, welcher für Studien mit dem Ziel der Erkennung der während einer Operation benutzten Instrumente eingesetzt werden soll. Auf dieser Grundlage wird in kommenden Veröffentlichungen ein System zur automatischen Erkennung des Instrumententisch-Zustandes auf Basis von 2D-Kameradaten erarbeitet.

In der Session V stellte Sandra von Sachsen ihre „Simulationsgestützte Planung von EVAR Interventionen – Einsatzpotential der Finite Elemente Methode“ vor.

Abstract des Vortrages:
Die Planung einer endovaskulären Ausschaltung eines Aortenaneurysmas (EVAR) mittels Stentgraft kann perspektivisch anhand eines Finite-Elemente-Modells unterstützt werden. Ziel ist hierbei die Abbildung des Stentgraftverhaltens im Gefäß, wodurch eine quantitative Bewertung verschiedener Stentgraftprodukte im Kontext mit patientenspezifischem Gefäß möglich ist. Eine bedarfsorientierte Modellentwicklung setzt jedoch Kenntnisse über interventionsspezifische Fragestellungen und über die Anforderungen von Seiten der Gefäßchirurgen voraus. Dieser Beitrag präsentiert Ergebnisse einer Arbeitsprozessanalyse zur Planung von EVAR Interventionen und einer Machbarkeitsstudie zum patientenspezifischen FE-Modell. Die Ergebnisse dienen als Grundlage für eine anwendungsorientierte und praxisrelevante Entwicklung von EVAR-spezifischen FE-Modellen.

Auf der diesjährigen CURAC und der MEDICA in Düsseldorf ist das ICCAS wieder stark vertreten. Neben dem allgemeinen Austausch von Fachinformationen und dem Knüpfen neuer Kontakte zu Herstellern medizinischer Geräte und Produkte stehen die Fachvorträge im Mittelpunkt des Besuches.
Stefan Bohn, Bernhard Glaser und Sandra von Sachsen präsentieren dabei im Rahmen der CURAC ihre Forschungsergebnisse. Weiterhin wurde Silvia Born dieses Jahr von der Fachgruppe Visual Computing in Biology and Medicine für den Karl-Heinz-Höhne-Preis nominiert.

Links:

• MEDICA 2012
• 11. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Computer- und Roboterassistertierte Chirurgie e.V.
• Karl-Heinz-Höhne-Preis

Im Zuge des ICCAS Kolloquiums am 9. November 2012 sprachen in Leipzig Herr Dr. Leiber und Dipl.-Ing Daniel Schubert – beide von der Technischen Universität Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau – zum Thema „Einfach sicher – Usability in der Medizintechnik“. Herr Dr. Leiber ging zunächst allgemein auf die “Usability” ein und stellte anschließend einen Bezug zur Medizintechnik her. Danach übernahm Herr Schubert das Wort und präsentierte die Forschungsinhalte seines Projektes zur Ergonomischen Produktgestaltung.

Zum 1. November 2012 wurde die zweite gemeinsame Nachwuchsforschergruppe der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) und der Universität Leipzig bewilligt. Wissenschaftler – vier Ingenieure und vier Humanmediziner – bearbeiten konkrete Fragestellungen rund um die Erforschung intelligenter, chirurgischer Patientenmodelle der zweiten Generation und streben dabei ihre Promotion an. Das Projekt mit dem Namen “PascAL – Patientensimulationsmodelle für die chirurgische Ausbildung und Lehre” wird durch die HTWK Leipzig koordiniert und für zwei Jahre aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds (ESF) und des Freistaates Sachsen in Höhe von insgesamt 1,435 Mio. Euro gefördert.

An dem Projekt beteiligt sind Nachwuchswissenschaftler der Forschergruppen ICCAS (Innovation Center Computer Assisted Surgery) der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig und ISTT (Innovative Surgical Training Technologies) der HTWK Leipzig. Beide Forschergruppen verfügen bereits über umfangreiche Erfahrungen auf dem Gebiet der chirurgischen Trainingsmodelle. Mit PascAL erhalten sie die Chance, solche Modelle in ihren Qualifizierungsarbeiten weiterzuentwickeln. Dadurch soll ein Beitrag geleistet werden, Trainingsmöglichkeiten zu verbessern und OP-Risiken weiter zu reduzieren. Die Wissenschaftler arbeiten meist in “wissenschaftlichen Tandems” – ein Arzt zusammen mit einem Ingenieur. Themen sind unter anderem die Entwicklung realistischer Patientenmodelle für Operationen an Herz, Halswirbelsäule und Nase.

Prof. Jürgen Meixensberger, Direktor der Universitätsneurochirurgie und ICCAS-Sprecher, erklärt: “Nehmen wir das Beispiel Bandscheibenvorfall. An einem Modellstück der Halswirbelsäule kann der Eingriff mit allen Komplikationsmöglichkeiten realitätsgetreu nachvollzogen werden. Derartige Trainingsmöglichkeiten fördern in Zeiten zunehmender technischer Komplexität die Sicherheit des Operateurs und kommen somit den Patienten direkt zugute.”

Prof. Markus Krabbes, Prorektor für Wissenschaftsentwicklung der HTWK Leipzig, bestätigt: “Ein Simulationssystem ist ein großer Vorteil. Unsere Forscher haben das Know-How für deren Entwicklung: Mit naturgetreuer Haptik und Optik, aus realistisch anmutenden Materialien, mit integrierten Sensoren und mit einer elektronischen Steuerung für standardisierte Situationen bis hin zu eingebauten Fehlern und Stresssituationen – an einem echten Patienten völlig unmöglich trainierbar.” Ziel sei aber nicht, alle denkbaren Situationen bis ins Detail zu üben, sondern ein Fehlermanagementverhalten zu erlernen, um situationsadäquat reagieren zu können.

Hintergrund

Das ICCAS (Innovationszentrum Computer Assistierte Chirurgie) an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig ist 2005 gestartet. In mehreren Nachwuchsforschergruppen wird fachübergreifend an der Entwicklung computergestützter Assistenzsysteme im Operationssaal geforscht. Das Projekt hat sich zu einem international wettbewerbsfähigen Wissenschaftszentrum entwickelt und strebt mit seinen Konzepten für den digitalen OP neue Maßstäbe für die Sicherheit von Chirurgen und Patienten an.

Die Forschungsgruppe ISTT (Innovative Surgical Training Technologies) am Forschungszentrum der HTWK Leipzig wurde 2010 gegründet. Hier arbeiten momentan 13 Mitarbeiter – Ingenieure, Psychologen, Designer und Betriebswirte – an der Entwicklung von chirurgischen Modellen und Trainings-Operationsräumen. Das Forschungszentrum der HTWK Leipzig erhielt 2012 den Preis “Ausgewählter Ort im Land der Ideen” des Wettbewerbs “Deutschland – Land der Ideen”.

In der kommenden Woche präsentiert Dr. Thomas Neumuth im Rahmen des CET2012, World Congress on Engineering and Technology 2012, in Peking die ICCAS-Forschungsberichte im Bereich Situationserkennung im Operationssaal. Sein Poster mit dem Titel “Information Fusion for Process Acquisition in the Operating Room” wird im Bereich Applied and Engineering Mathematics (AEM) vorgestellt.

Auf dem CET2012 treffen sich internationale Wissenschaftler um über die globalen Entwicklungen und neuesten Forschungsergebnisse in den Bereichen Technik und Technologie zu diskutieren

Am 16. Oktober verteidigte Dr. Thomas Neumuth, Nachwuchsgruppenleiter der Forschungsgruppe MAI am ICCAS, erfolgreich seine Habilitationsschrift „Surgical Process Modeling: Theory, Methods and Applications“ vor dem Fakultätsrat der Medizinischen Fakultät.

Zum diesjährigen Think Tank, vom 8. bis 10.Oktober, reisten renommierte Wissenschaftler aus der ganzen Welt an, um in kleinem Rahmen über die aktuellen Forschungen und Entwicklungen im Bereich der Computerassistierten Chirurgie zu beraten. Während des zweitägigen Programmes wurden die aktuellen Forschungsfelder des ICCAS präsentiert sowie über die zukünftigen Bereiche der wissenschaftlichen Arbeit in Leipzig diskutiert.

Sandra von Sachsen hielt Vortrag zur “Modellbasierten Unterstützung von Stentgraftauswahl” auf der 28. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Gefäßchirurgie (DGG), die vom 3. bis 6. Oktober 2012 in Wiesbaden stattfand. Es wurden Forschungsergebnisse zur Entwicklung eines Auswertemoduls für Simulationsergebnisse vorgestellt, das perspektivisch einen Vergleich von Gefäßprothesen im Kontext mit patientenspezifischem Gefäß ermöglichen soll. Im Fokus der vorgestellten Untersuchungen stand die Diskussion und Evaluierung der neuen Planungsmethode mit deutschlandweit 15 Gefäßchirurgen.

Dr. Thomas Neumuth, Stefan Bohn und Stefan Franke vertreten das ICCAS auf der diesjährigen “15th International Conference on Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention (MICCAI)”, die vom 01. bis 05. Oktober in Nizza stattfindet.

Dr. Thomas Neumuth vertritt das ICCAS als Mitglied des Program Committee. Weiterhin leitet er den “3rd Workshop on Modeling and Monitoring of Computer Assisted Interventions”. Dieser dritte Workshop zielt darauf ab, in dem bereits etablierten Forum, die Diskussion über die modernen Methoden zur Erfassung, Analyse, Modellierung und Überwachung von operative / interventionellen Verfahren weiter voranzutreiben.

Stefan Bohn übernimmt beim “Fifth International Workshop on Systems and Architectures for Computer Assisted Interventions (SACAI)” die Moderation einer Diskussionsrunde mit Teilnehmern der Medizintechnikindustrie zum Thema Interoperabilität in der Computer-assistierten Chirurgie. Ferner hält er einem Vortrag zum Thema “An integration architecture with centralized control for medical devices in the digital operating room.”

Stefan Franke stellte aktuelle Arbeiten des ICCAS zu Workflowmanagement im Operationssaal vor. Im Rahmen des Workshops “M2CAI 2012 – 3rd Workshop on Modeling and Monitoring of Computer Assisted Interventions” hält er einen Vortrag zum Thema “Prediction of remaining procedure time from current surgical activities”. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines technischen Assistenzsystems zur Unterstützung des Zeit- und Ressourcenmanagements in modernen Operationssälen.

Stefan Bohn vertrat auf der diesjährigen “24th International Conference of the Society for Medical Innovation and Technology (SMIT)”, die vom 20. bis 22. September in Barcelona stattfand, das ICCAS. Stefan Bohn präsentierte im Rahmen der SMIT 2012 sein Poster “A modular and open OR integration system and its application to neurosurgery”.
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer modularen OP-Integrationsarchitektur, welche auf offenen Standards basiert und Medizingeräte verschiedener Hersteller am chirurgischen Arbeitsplatz zentral integriert.