Logo ICCAS
Logo Uni Leipzig

smart OR


Projektbeschreibung

smartOR ist ein Verbundvorhaben im Rahmen des BMWi Förderprogramms Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand“ (AUTONOMIK). Im Mittelpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeit steht die Konzeption und Implementierung einer innovativen Kommunikations- und Netzwerkarchitektur für den modularen adaptierbaren integrierten OP-Saal der Zukunft.

Video
smartOR wird in einem anschaulichen Filmbeitrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie vorgestellt.

Link zum Filmbeitrag

Forschungsziele

Ziel des Projekts ist der Entwurf und die Implementierung einer autonomen situationsangepassten Workflow-Adaption (aWA).
Die wachsende Zahl der Geräte und Systeme im Operationssaal führt zu einem wachsenden Bedarf an Ressourcenmanagement während eines Eingriffs. In einem Workflow-Managementsystem (WFMS) können Informationen zu Prozessabläufen einer OP verarbeitet werden. Da dem WFMS ein generalisiertes chirurgisches Prozessmodell des Eingriffs zur Verfügung steht, ist eine kontextbasierte Bereitstellung dieser Informationen für OP-Geräte und komplexe chirurgische Assistenzsysteme möglich. Das WFMS bildet daher die zentrale Komponente einer autonomen situationsangepassten Workflow-Adaption.

Bisherige Forschungsergebnisse

In der ersten Stufe wurden die theoretischen Konzepte einer autonomen situationsangepassten Workflow-Adaption entwickelt. Als ein Ergebnis dieser Arbeit wurden drei nichtfunktionalen Anforderungen die das aWA-Konzept erfüllen muss, um eine erfolgreiche Integration des Prozessmanagement in eine technische OP-Infrastruktur zu gewährleisten, ermittelt.

  • Die Unabhängigkeit der Repräsentation des chirurgischen Prozesses von der OP-Integrationstechnologie ist eine zentrale Anforderung. Prozessmodelle sollten mit jeder OP-Infrastruktur kombinierbar sein und umgekehrt.
  • Die Bindung von Prozessinformationen an konkrete OP-Geräte sollte so spät wie möglich erfolgen um die einfache Auswechselbarkeit von Funktionalitäten eines herstellerübergreifenden OP-Gesamtsystems zu erhalten.
  • Die Integration von Prozessmanagement und OP-Geräten erfordert auf technischer Ebene eine gemeinsame Infrastruktur für den Informationsaustausch.

Zur Erfüllung der eben genannten Anforderungen wurde in das Konzept eine Brückenkomponente eingeführt die zwischen WFMS und dem OP-Netzwerk (OSCB) vermittelt (WFMS-OSCB-Bridge). Diese realisiert die Transformation der Informationen des WFMS zur Verwendung durch die chirurgischen Assistenzsysteme.


Abbildung 1: Integration des aWA-Konzepts (grün) in die Gesamtarchitektur.

Das WFMS sowie die WFMS-OSCB-Bridge werden zum Ende der Projektlaufzeit in einem Demonstrator präsentiert werden.

Ausblick

Im smartOR-Projekt liegt der Schwerpunk der Arbeiten am ICCAS auf der Bereitstellung von Prozessinformationen am zentralen OP-Bus. Die Informationen geben ein umfassendes Bild der aktuellen chirurgischen Situation und potentieller Folgeschritte. Die am zentralen OP-Bus angeschlossenen Medizingeräte und Softwarelösungen können diese Prozessinformationen zu einer automatischen, workflow-basierten Konfiguration und Steuerung verwenden. Damit wird ein entscheidender Grundstein für workflow-basierten Automation im Operationssaal der Zukunft gelegt. Das WFMS bildet dabei die zentrale Einheit für die dynamische Anpassung des OP-Gesamtsystems an die Anforderungen des Chirurgen in der jeweiligen OP-Situation. In Zukunft werden Methoden und Protokolle entwickelt werden müssen, die unter Berücksichtigung des Risikomanagements der einzelnen Komponenten und des Gesamtsystems, einen höheren Grad an Automation bei der Durchführung von workflow-gestützter Eingriffe in modernen Operationssälen erlauben.

ZIK Logo
BMBF Logo