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Intraoperative Multimodale Bildgebung

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Projektinhalt

Die Forschungsgruppe beschäftigt sich mit der Entwicklung von minimal- und nichtinvasiven bildgebungsbasierten Assistenzsystemen für chirurgische Anwendungen. Ziel ist, dem Chirurgen anatomische oder physiologische Informationen beizustellen, die visuell nicht erfassbar sind, wie bspw. die Darstellung von Gewebe in der Tiefe sowie die Visualisierung von Temperaturänderungen oder Gewebedurchblutung. Im Fokus stehen die Ultraschall-Bildgebung zur Unterstützung von Hirntumoroperationen, die Infrarot-Thermographie zur Planung von Hauttransplantat-Verpflanzungen, des Weiteren die Hyperspektral-Bildgebung zum Monitoring des Patientenzustandes, zur Erkennung von anatomischen Strukturen und zur Bewertung von Gewebedurchblutung in der Viszeral-Chirurgie sowie die optische Kohärenztomographie in der Zahnmedizin und Onkologie. Neben dem Einsatz der klinischen Auswertung und Verbesserung der Bildgebungsgeräte für den Operationssaal werden innovative und spezifische Algorithmen zur Unterstützung der Interpretation und Analyse der Bilddaten entwickelt. Die Gruppe arbeitet in enger Zusammenarbeit mit klinischen Partnern des Universitätsklinikums Leipzig und KMUs aus der Industrie.

Forschungsziele

  • Die klinische und objektive Auswertung eines neuen Bildgebungsverfahrens im Operationssaal für bestimmte Anwendungen. Dafür werden Bilder während Patienteneingriffen aufgenommen und Methoden für die Auswertung der Bilddaten entwickelt. Das erste Ziel wird in enger Zusammenarbeit mit unseren Partnern des Universitätsklinikums Leipzig durchgeführt.
  • Die Weiterentwicklung von Bildgebungsgeräten für eine optimale Bedienung im Operationssaal unter operativen Bedingungen (beschränkter Raum, sterile Umgebung), so z. B. die Entwicklung eines Systems zur Aufnahme von 3D-Daten oder die Miniaturisierung von Geräten. Dafür werden i. d. R. industrielle Partner involviert.
  • Die Entwicklung von computer-assistierten Tools zur Unterstützung der Interpretation und Analyse der Bilddaten. Die Bild- und Signaldaten sind nicht intuitiv gemessene Informationen (Temperatur, Lichtspektren) und daher schwierig zu deuten. Daher ist ein weiteres Ziel die Entwicklung von Registrierungs-, Segmentierungs- und Visualisierungsverfahren für die automatische Erkennung, Verstärkung und Klassifikation von Gewebe und Strukturen.

Forschungsbereich

Ehemalige und aktuelle Projekte schließen die folgenden Themen ein:

  • Die automatische modelbasierte Segmentierung von Blutgefäßen und Hirntumorgewebe in intraoperativen 3D-Ultraschallbilddaten in der Neurochirurgie;
  • Die automatische Erkennung der Haut-Perforatoren in statischer und dynamischer Thermographie in plastischer Chirurgie;
  • Die Auswertung von Hautdurchblutung in Infrarotthermographie bei Rekonstruktionschirurgie;
  • Die Erkennung und Auswertung von kariösen Läsionen mittels optischer Kohärenztomographie;
  • Die Gewebeklassifikation und Auswertung der Durchblutung von Organen mittels Hyperspektralbildgebung in der Viszeral- und Thoraxchirurgie.

Lehre

Die Wissenschaftler der Gruppe sind involviert in Lehrveranstaltungen für Masterstudenten der Informatik (Universität Leipzig und HTWK) und Studenten der Humanmedizin (Universität Leipzig).

Gruppenleiter

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