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Zentrum

Ausgangspunkt und Ziele

Den Ausgangspunkt der Forschungsarbeiten am ICCAS bildeten die rasanten Entwicklungen in der Informations- und Kommunikationstechnologie und den damit verbundenen Anforderungen an den chirurgischen Arbeitsplatz von heute. Der Operationssaal ist eines der kosten- und arbeitsintensivsten Abteilungen einer Klinik, in der straff organisierte Abläufe, eine komplexe Informationsverarbeitung sowie der Umgang mit verschiedenster Medizintechnik den Arbeitsalltag bestimmen.

Die Forschungsaktivitäten des ICCAS streben die Umsetzung eines auf die Bedürfnisse der Chirurgen optimal abgestimmten Arbeitsplatzes an. OP-Verläufe sollen qualitativ und quantitativ verbessert, das Stressniveau des chirurgischen Personals herabgesetzt werden. Dafür werden neuartige Informationstechnologien sowie anwendungsnahe Assistenztechnik nach standardisierten Formaten geschaffen. Digitale Patienten- und Entscheidungsmodelle sollen dafür sorgen, dass die immensen Datenmengen zu einem Patienten und zu seinem Behandlungsprozess optimal ausgewertet und für Diagnostik und Therapie genutzt werden können.

Die Vision des ICCAS ist das „Chirurgische Cockpit“ – ein umfassendes Assistenzsystem, das sämtliche Arbeitsabläufe (Workflows) im OP überwacht und den Chirurgen von der Informationsanalyse über die Therapieentscheidung bis hin zur Therapiedurchführung unterstützt.

Struktur

Die Forschungsarbeit erfolgt in den vier Forschungsfeldern Modellbasierte Automation und Integration (MAI), Digitales Patienten- und Prozessmodell (DPM), Multimodale Intraoperative Bildgebung und Nichtinvasive Bildgestützte Chirurgie. Weitere, über Drittmittel geförderte, Projekte vergrößern das Forschungsspektrum.

Eine wichtige Voraussetzung für geeignete Entwicklungen ist die profunde Zusammenarbeit zwischen Informatikern, Ingenieuren und Chirurgen, wobei das ICCAS von der Anbindung an die Universität Leipzig und das Universitätsklinikum Leipzig profitiert.

Die Entwicklung und marktorientierte Überführung von Prototypen und Produkten findet schließlich in Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern aus Wissenschaft und Wirtschaft statt. Für die Umsetzung der wissenschaftlichen Innovationen steht den Forschern am ICCAS ein hochtechnologisch ausgestatteter Konzept-OP zur Verfügung.

Lehre

Der akademische Nachwuchs wird durch Lehrveranstaltungen an der Universität Leipzig sowie an der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (HTWK) Leipzig im Forschungsfeld Computergestützte Chirurgie gefördert. Das Lehrangebot richtet sich an Studierende der Informatik mit Interesse an informationstechnischen Anwendungen im Bereich der Chirurgie sowie an angehende Mediziner mit Interesse an computerassistierter Chirurgie. Das ICCAS vergibt zudem Bachelor- und Masterarbeitsthemen und Promotionsthemen für Aufgaben im Forschungsbereich Computerassistierte Chirurgie. Auch Praktikumsplätze stehen den Studenten der Informatik und Ingenieurwissenschaften zur Verfügung. Jährlich findet am ICCAS die Digital Operating Room Summer School (DORS) statt, in der Interessenten aus aller Welt ihr Wissen über die Entwicklung chirurgischer Assistenzsysteme für den modernen Operationssaal erweiterten können.

Entwicklung

Das ICCAS entwickelte sich aufgrund hervorragender Forschungsansätze bereits in der ersten Förderphase (2005-2010) zu einem international führenden Forschungszentrum der computerassistierten Chirurgie. Am Anfang standen umfangreiche Analysen von Arbeitsabläufen und Prozessen im OP, woraus ein maßgeblicher Wissensvorsprung auf den Gebieten Modellierung von chirurgischen Workflows, Standardisierung von Datenformaten und Software-System-Integration resultierte. Grundlagen für die Entstehung innovativer Unterstützungssysteme wurden geschaffen und Prototypen von „intelligenten” Assistenzsystemen entwickelt und klinisch erprobt. Mit den beiden Ausgründen Phacon GmbH und SWAN GmbH gelangen dem ICCAS 2007 die ersten Brückenschläge von der Wissenschaft in die Wirtschaft.

Das ICCAS konnte seinen Wirkungsbereich sowie sein internationales Forschungsnetzwerk in der zweiten Förderphase (2011-2016) weiter ausbauen. Regional agiert es als wissenschaftlicher Initiator des medizinischen Forschungsclusters Leipzig, was sich bspw. in Kooperationen mit der HTWK Leipzig und dem International Reference Centre for Surgical Technology (IRDC) ausdrückt. Es hat sich eine Vorreiterstelle in den Bereichen modellbasierte chirurgische Assistenz, Standardisierungen in der Chirurgie sowie Entwicklung von Patienten-und Prozessmodellen in der Onkologie erarbeitet.

Seit 2011 ist das ICCAS an den Forschungsarbeiten im BMBF-geförderten Verbundprojekt OR.NET beteiligt. Teilaufgabe ist die Realisierung der technischen Methoden zur Schaffung eines einheitlichen Kommunikationsstandards, mit dem medizinische Geräte verschiedener Hersteller im OP vernetzt werden können.

Das klinische Informationssystem oncoflow, welches seit 2013 im Universitätsklinikum Leipzig erfolgreich im Einsatz ist, wurde als eines der herausragenden Health IT-Produkte des Jahres 2014 im deutschsprachigen Raum ausgezeichnet.

Forschung im Video

Wer sich ein eindrucksvolleres Bild von den aktuellen Projektarbeiten zu computerassistierter Chirurgie machen möchte, sollte das Research Video Journal nutzen. Die kurzen Videos geben einen prägnanten Einblick in einzelne Forschungsarbeiten. Das Journal richtet sich besonders an Interessenten, die keine Erfahrung auf dem Gebiet der computerassistierten Chirurgie haben.

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