Das Zentrum für Innovationskompetenz

Das Innovationszentrum für Computerassistierte Chirurgie (ICCAS) ist ein interdisziplinäres Forschungszentrum an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig. Hauptfördermittelgeber ist das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Das ICCAS ist Innovationstreiber bei der Entwicklung computergestützter, integrativer Technologien und intelligenter Assistenzsysteme von der Diagnosestellung bis zur Therapie. Die Projektarbeiten der zentralen Forschungsgruppen finden sich in den beiden Divisionen „Computerassistierte Interventionen und „Modellbasierte Medizin“ wieder. Diese sind miteinander verzahnt und verfolgen das übergeordnete Ziel des ultimativen intelligenten Hybrid-Operationssaals für smarte medizinische Technologien in der chirurgischen und interventionellen Versorgung. Diese entstehen in enger Zusammenarbeit zwischen Informatikerinnen und Informatikern, Ingenieurinnen und Ingenieuren sowie Medizinerinnen und Medizinern und unterstützen vorrangig Ärztinnen und Ärzte an Kliniken. Sichere Therapien, neue nichtinvasive Behandlungsmethoden und effizientere Arbeitsabläufe sind die entscheidenden Mehrwerte.

Für Unternehmen ist das ICCAS erfahrener und verlässlicher Kooperationspartner im Bereich Medizintechnologietransfer. Das Zentrum verfügt über ein nach EN ISO 13485 zertifiziertes Qualitätsmanagementsystem und profitiert von einer engen Anbindung an die Kliniken. Es fördert die regionale und überregionale Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft.

Die thematischen Schwerpunkte

Modellbasierte Automation

Die moderne Medizin ist ohne den Einsatz von Technik nicht mehr vorstellbar: Medizin, Informationsmanagement und biomedizinische Technik wachsen immer enger zusammen. Diese Entwicklung erfordert eine Kombination aus traditionellen Medizinprodukten und modernen Informationssystemen. Das Forschungsfeld Modellbasierte Automation umfasst die Entwicklung von Konzepten zur Gestaltung eines intelligenten Operationssaals, in dem eine auf die Bedürfnisse der Chirurginnen und Chirurgen angepasste Technik unterschiedlicher Hersteller zum Einsatz kommt, die durch Kompatibilität der Systeme effektiv genutzt werden kann. Ziel dieses integrierten chirurgischen Arbeitsplatzes ist die qualitative und quantitative Verbesserung von Operationsverläufen durch Entlastung der Chirurginnen und Chirurgen von nichtproduktiven Nebenarbeiten sowie die Erhöhung der Patientensicherheit mithilfe chirurgischen Workflow-Managements.

Digitales Patientenmodell

Die wachsende Zahl medizinischer Screening-Möglichkeiten und Behandlungsformen für komplexe Erkrankungen erfordert mehr patientenspezifische Therapieentscheidungen und Behandlungsprozesse, die die Chance auf ein besseres klinisches Ergebnis erhöhen. Digitale Patienten- und Prozessmodelle, die in klinische Entscheidungsunterstützungssysteme integriert sind, assistieren bei dieser Herausforderung. Die Forschungsgruppe unterstützt die Entscheidungsfindung durch die Modellierung therapeutischer Entscheidungsprozesse und die Entwicklung von Entscheidungsunterstützungssystemen sowie patientenspezifischen Therapieprozessmodellen. Es werden Methoden entwickelt für die Extraktion und Strukturierung von relevanten Informationen aus Patientenakten und zur Erstellung standardisierter Informationsmodelle.

Intraoperative Multimodale Bildgebung

Die intraoperative Bildgebung spielt für die Ergebnisverbesserung von Operationen eine entscheidende Rolle. Dabei sind innovative nichtionisierende und nichtinvasive Modalitäten, wie die Hyperspektral-Bildgebung, für Patientinnen, Patienten und medizinisches Personal von großem Vorteil. Zudem kann künstliche Intelligenz die Chirurginnen und Chirurgen bei der Analyse nicht standardisierter Bilder erheblich unterstützen. Die Forschungsgruppe Intraoperative Multimodale Bildgebung beschäftigt sich mit der Entwicklung von bildgebungsbasierten Assistenzsystemen für chirurgische Anwendungen, wie die intraoperative Ultraschall-Bildgebung bei Hirntumorresektionen, Infrarotthermographie für die plastische Chirurgie sowie die Hyperspektral-Bildgebung zur Erkennung von Strukturen und zur Beurteilung der Gewebedurchblutung.

Bildgestützter Fokussierter Ultraschall und MR-geführte Interventionen

Diese Forschungsgruppen untersuchen neue Technologien für bildgesteuerte Verfahren und therapeutische Assistenzsysteme speziell im Bereich der Magnetresonanztomographie (MRT)-geführten und nichtinvasiven Interventionen. Hauptthemen sind neuartige Anwendungen von fokussiertem Ultraschall (FUS), robotische Lösungen zur Positionierung von Ultraschallwandlern, die Entwicklung MRT-kompatibler Instrumente für MRT-geführte Endomyokardbiopsien (MRT-Biopsie) sowie interventionelle Techniken mit Unterstützung durch hochauflösende PET/MRT-Aufnahmen. Im BMBF-geförderten Verbund-ZIK SONO-RAY beschäftigen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit einer neuartigen Form der Krebsbehandlung, die aus einer Kombination von fokussiertem Ultraschall und Strahlentherapie besteht. Die Realisierung dieses Kombinationsansatzes soll in der Klinik mithilfe von Robotern umgesetzt werden.

Medizinische Robotik

Die Robotikgruppe strebt die Integration von kollaborativen Robotersystemen in den klinischen Bereich an. Wichtige Aspekte solcher Systeme, wie die direkte Interaktion mit den Robotern während der autonomen Bewegung, bieten vielversprechende Interaktions- und Workflow-Konzepte. Hierbei reduziert sich die Komplexität und die Handhabung der Roboter bei chirurgischen Aufgaben wird erleichtert. Der Hauptforschungsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung einer integrierten Plattform für die Vernetzung der kollaborativen Robotik mit anderen medizinischen Geräten. Verschiedene Anwendungsfälle des therapeutischen und bildgebenden Ultraschalls werden evaluiert.

Life Support Systems

Die nichtinvasive und strahlungsfreie Elektrische Impedanz-Tomographie (EIT) hat das Potenzial, den Ärzten in der Notfallmedizin, Intensivmedizin und Neonatologie einen direkten Einblick in den Lungenzustand und die Lungenfunktion der Patientinnen und Patienten zu geben. Die Forschungsgruppe entwickelt innovative Analyse- und Überwachungsalgorithmen, um die individualisierte Therapieauswahl und -steuerung für neugeborene und erwachsene Patientinnen und Patienten mit Atemwegserkrankungen sowohl im vorklinischen als auch klinischen Umfeld zu verbessern. Kooperationen mit Medizintechnikherstellern ermöglichen eine Überführung der Forschungsergebnisse in klinische Medizinprodukte.

Die Partner

• ACL GmbH, Leipzig
• ADMEDES GmbH, Pforzheim
• AG Nicht-Invasive kardiale Bildgebung, Göttingen
• Bavaria Medizin Technologie GmbH, Wessling
• Biotype Diagnostic GmbH, Dresden
• C.R.S. iiMotion GmbH, Villingen-Schwellingen
• Diaspective Vision GmbH, Am Salzhaff
• Dornheim Medical Images GmbH, Magdeburg
• Drägerwerk AG & Co. KGaA, Lübeck
• Effigos AG, Leipzig
• EPflex Feinwerktechnik GmbH, Dettingen an der Erms
• ERNW Research GmbH, Heidelberg
• Fraunhofer-Institute für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF, Jena), Biomedizinische Technik (IBMT, St. Ingbert), Digitale Medizin (MEVIS, Bremen), Integrierte Schaltungen (IIS, Erlangen), Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI, Berlin), offene Kommunikationssysteme (FOKUS, Berlin), Produktionstechnik und Automatisierung (IPA, Stuttgart), Zelltherapie und Immunologie (IZI, Leipzig)
• Freie Universität Berlin (FU)
• Fritz Stephan GmbH, Gackenbach
• GADV – Gesellschaft für Automatisierung mit Datenverarbeitungsanlagen mbH, Böblingen
• Georg-August-Universität Göttingen
• Gesundheitsforen Leipzig GmbH
• GMC Systems mbh – Gesellschaft für medizinische Computersysteme mbH, Ilmenau
• GTV – Gesellschaft für Technische Visualistik mbh, Dresden
• healthcare Consulting GmbH, Ebersberg
• HEBUmedical GmbH, Tuttlingen
• Heinrich-Braun-Klinikum (HBK) gemeinnützige GmbH, Zwickau
• Helmholtz Center Dresden Rossendorf (HZDR)
• Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik, Aachen
• Herzzentrum Leipzig
• Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK)
• Ilara GmbH, Herzogenrath
• inomed Medizintechnik GmbH, Emmendingen
• ITP GmbH – Gesellschaft für Intelligente Textile Produkte, Chemnitz
• Johanniter-Unfall-Hilfe e.V., Berlin
• KARL STORZ SE & Co. KG, Tuttlingen
• Klinikum rechts der Isar, München
• KLS Martin Group – Gebrüder Martin GmbH & Co. KG, Tuttlingen
• Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB)
• LeFx GmbH, Leipzig
• LOCALITE GmbH, Bonn
• Max-Planck-Institut für Kognitive und Neurowissenschaften, Leipzig
• METRAX GmbH, PRIMEDIC, Rottweil
• MR:comp GmbH, Gelsenkirchen
• NOTARZTDIENSTE.DE GmbH, Heikendorf
• Nuromedia GmbH, Köln
• OFFIS – Institut für Informatik e.V., Oldenburg
• Optris GmbH, Berlin
• OR.NET e.V., Herzogenrath
• PHACON GmbH, Leipzig
• qcmed – Quality Consulting Medical GmbH, Niederkassel
• Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)
• Siemens Healthcare GmbH, Siemens Healthineers, Erlangen
• steute Technologies GmbH & Co. KG, Löhne
• SurgiTAIX AG, Herzogenrath
• Synagon GmbH, Aachen
• Technische Universität München
• tecVenture GmbH, Leipzig
• UniTransferKlinik Lübeck GmbH
• Universität Bremen, Arbeitsbereich Nachrichtentechnik
• Universität Leipzig: Biotechnologisch-Biomedizinisches Zentrum (BBZ), Fakultät für Mathematik und Informatik, Institut für Informatik, Institut für Anatomie, Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie (IMISE), Medizinische Fakultät, Zentrum für Klinische Studien (ZKS), Sächsischer Inkubator für Klinische Translation (SIKT)
• Universität Rostock
• Universität zu Lübeck
• Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie, Dresden
• Universitätsklinikum Frankfurt
• Universitätsklinikum Heidelberg
• Universitätsklinikum Jena
• Universitätsklinikum Knappschaftskrankenhaus Bochum GmbH
• Universitätsklinikum Leipzig
• Universitätsklinikum Regensburg
• Universitätsklinikum Schleswig-Holstein
• Universitätsmedizin Göttingen
• VISUS Health IT GmbH, Bochum
• voice INTER connect GmbH, Dresden
• WEINMANN Emergency Medical Technology GmbH + Co. KG, Hamburg

KONTAKT

Prof. Dr. med. Andreas Melzer
Geschäftsführender Direktor
Universität Leipzig / Medizinische Fakultät
Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS)
Semmelweisstraße 14, Haus 14
04103 Leipzig
Tel.: +49 341 9712000
Fax: +49 341 9712009
E-Mail: info[at]iccas.de
www.iccas.de

Prof. Dr. Thomas Neumuth
Stellv. Direktor
Universität Leipzig/Medizinische Fakultät
Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS)
Semmelweisstraße 14, Haus 14
04103 Leipzig
Tel: +49 341 9712000
Fax: +49 341 9712009
E-Mail: info[at]iccas.de
www.iccas.de

 

Zum den Beiträgen "Leipziger Leuchtturm" und "In der Kombi liegt die Kraft" aus der Rubrik "Im Blickpunkt"