Die Forschungsgruppe Medizintechnik setzt sich im Projekt „Innovative Motion Tracking Technologies in Medical Applications (INMOTION)“ in Zusammenarbeit mit mehreren klinischen und industriellen Partnern für die Entwicklung von Methoden zur Erfassung und Korrektur von Bewegungen während medizinischer Datenaufnahmen ein.
Die KI-unterstützte Bild- und Signalverarbeitung ist ein Schwerpunktthema der Forschungsgruppe Medizintechnik. Die mobile Vitaldatenerfassung über Wearables und telemetrische Systeme hat in den letzten Jahren ein stark steigendes Interesse am Medizintechnikmarkt hervorgerufen. Gesundheitsdaten wie Puls und Sauerstoffsättigung können heute in Echtzeit und über längere Zeiträume erfasst und Trends auch remote, also ohne direkten Kontakt zum Patienten, vom Arzt überwacht werden. Getrieben durch neue Verfahren aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz sind auch für die medizinische Bildverarbeitung viele neue Anwendungen möglich geworden. Dazu gehören automatische Befundungssysteme in der Radiologie oder Augmented Reality Apps, die das Blickfeld der Chirurgen live auswerten und Informationen zur Operation an den richtigen Stellen einblenden, um die OP zu unterstützen.
Forschungsgruppe Medizintechnik stellt sich im INMOTION-Projekt den Herausforderungen des medizinischen Alltags
In allen diesen Anwendungen stellt die Bewegung der Patienten eine große Herausforderung dar. Sensoren verlieren den Kontakt oder verändern die Position, Bilder zeigen Artefakte durch Atmung, Organe und Risikostrukturen verändern ihre Position im Blickfeld des Chirurgen. Die Forschungsgruppe Medizintechnik stellt sich dieser Herausforderung jetzt in einem neuen Forschungsprojekt.
Der Freistaat Bayern fördert die Initiative INMOTION der Kollegen Auer, Breidenassel, Kromer und Remmele aus den Fakultäten ETWI und Informatik im Rahmen der 7. Förderrunde des Programms zur Förderung der angewandten Forschung und Entwicklung an HAWs und THs (Programmsäule II „Forschungsschwerpunkte zum Ausbau von Forschungsstrukturen“) mit einer Fördersumme in Höhe von 714.977 €. In zwei Teilprojekten sollen zum einen neuartige Bewegungskorrekturverfahren für die Vitaldatenerfassung und zum anderen innovative Trackingtechnologien für die Verfolgung von Körper- und Organbewegungen erforscht werden. Solche Technologien lassen sich zum Beispiel einsetzen, um Navigationsverfahren für den Operationssaal zu ermöglichen oder durch die Analyse von Bewegungsmustern Krankheiten zu diagnostizieren.
Interdisziplinäre Forschung mithilfe vieler assoziierter Partner bildet Grundlage für Anschlussprojekte und Neuentwicklung von Medizinprodukten
Eine Besonderheit des Projekts ist die große Zahl von sehr unterschiedlichen assoziierten Partnern, die in dem Projekt mit der Hochschule kooperieren. Kollegin Prof. Dr. Anetsberger (Fakultät IDS) berät zu Fragen der Ethik, während Kollege Prof. Dr. Babel (Fakultät Maschinen- und Bauwesen) beim Phantombau unterstützt. Medizinische Partner wie das LAKUMED Krankenhaus, das Klinikum Bayreuth und das Krankenhaus Agatharied bei München beraten bei der Anwendung der Technologien oder beteiligen sich in Studien.
Unternehmen aus der Medizintechnik wie die Firmen Corscience GmbH aus Erlangen, die Cosinuss GmbH aus München und die mediCAD Hectec GmbH aus Landshut-Altdorf dienen als Sparringspartner im Forschungsprozess und stellen zum Beispiel Sensoren oder ihre Produktlösungen für Experimente zur Verfügung. Schließlich sollen die Ergebnisse aus der Forschung die Grundlage für Anschlussprojekte zur Verwertung in Medizinprodukten legen. Aber auch Firmen außerhalb der Medizintechnik wie die Cariad SE und die Infineon AG sind beteiligt. Die Infineon AG hat bereits innovative Radarsensoren bereitgestellt, die im Projekt Anwendung finden sollen.
Für die Hochschule Landshut bedeutet das auch: in den Laboren der Forschungsgruppe wird es enger und noch gemütlicher. Über die Mittel werden zwei neue Doktorand*innen und Sachmittel für den Laborausbau finanziert. Der Projektplan sieht außerdem vor, Studierende in den Studiengängen Informatik und KI, BMT, Master Elektrotechnik und Master of Applied Research in Engineering durch Projekt- und Abschlussarbeiten zu beteiligen.
Das Projekt profitiert von den erfolgreichen Vorarbeiten verschiedener Projekte der Gruppe. Im Forschungsprojekt DeepPPG (Prof. Breidenassel) wird zum Beispiel die Signalerfassung von PPG-Sensoren in Wearables optimiert. Im gerade beendeten Forschungsprojekt NeuroTEST (Prof. Remmele) werden KI-Lösungen zur Befundung von MRT-Bildern Stresstests unterzogen. Und durch das BMBF-Projekt KIEBITZ (Prof. Kromer) wurden gerade Mittel für leistungsfähige Hardware und Ressourcen zum Aufbau eines KI-Kompetenzzentrums eingeworben. Auch startete Ende 2021 das interne Projekt AIARLiver in Zusammenarbeit mit dem LAKUMED Krankenhaus Landshut-Achdorf, in dem offene LeberOperationen durch Augmented-Reality-Einblendungen unterstützt werden sollen. „Wir kommen im Moment aus dem Feiern nicht mehr heraus.“, so Stefanie Remmele, Sprecherin der Forschungsgruppe Medizintechnik. „Unsere Doktoranden platzieren Beiträge auf wichtigen Konferenzen, einer unserer Masteranden gewinnt den VDE Preis und jetzt auch noch das! Wir profitieren sehr von der interdisziplinären Zusammensetzung unseres Teams und der Vielfalt unserer herausragenden Netzwerkpartner. Und wir haben das große Glück immer sehr talentierte und engagierte Doktoranden und Studierende für unsere Projekte gewinnen zu können. Wir sind sehr dankbar, dass wir das weiter ausbauen dürfen.“
Fotos:
Hochschule Landshut
Bildunterschriften:
Bild 1) Das Team hinter INMOTION (von links): Prof. Dr. Christopher Auer, Prof. Dr. Eduard Kromeder, Prof. Dr. Andreas Breidenassel, Prof. Dr. Stefanie Remmele.
Bild 2) Die KI-gestützte Bild- und Signalverarbeitung ist ein Schwerpunktthema der Forschungsgruppe Medizintechnik.
