Krankenhaus 4.0

Fokussierter Ultraschall mit navigierten Robotern, vernetzte Operationssäle und digitale Patientenakten – am Innovationszentrum Computer assistierte Chirurgie (ICCAS) in Leipzig entsteht das Hospital der Zukunft. 

Das wollte sich auch der sächsische Ministerpräsident Michael Kretschmer nicht entgehen lassen. Bei seinem Antrittsbesuch an der Leipziger Universität führte ihn sein Weg direkt ins ICCAS. Mit Begeisterung testete er die neuesten Technologien im Digitalen Operationssaal und informierte sich über Entwicklungen, an denen das ICCAS gemeinsam mit dem Dresdner Zentrum für Innovationskompetenz OncoRay im Projekt „SONORAY“ arbeitet. Erste Ergebnisse präsentierten die Wissenschaftler auf dem Statusseminar, das parallel zum Besuch des Ministerpräsidenten stattfand.

Krebszellen schwächen und zerstören

Mit SONORAY wollen die Dresdner und Leipziger neue Möglichkeiten für eine bessere Therapie von Tumoren im Gehirn, in der Prostata und im Kopf-Hals-Bereich finden. Der Schlüssel dazu könnte die Behandlung mit fokussiertem Ultraschall sein. Durch die mechanischen Effekte der Schallwellen und die Erwärmung werden die Krebszellen empfindlicher und in ihrer Vitalität geschwächt. Das steigert die Wirkung einer anschließenden Bestrahlung und Chemotherapie. Nun entwickeln die Ingenieure Ultraschallgeräte, die direkt in ein Bestrahlungsgerät eingebaut werden können, um die Therapien zu kombinieren. Denn erste Tests mit Zellkulturen haben gezeigt: je geringer der Abstand zwischen den Behandlungen, desto besser die Ergebnisse.

Ministerpräsident Kretschmer informiert sich über Roboter-assistierte Technologien

Der sächsische Ministerpräsident Michael Kretschmer informiert sich im Leipziger ICCAS über Roboter-assistierte Technologien, die neuartige Therapien ermöglichen.

Christian Hüller

Durch die Verbindung des fokussierten Ultraschalls mit bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomografie ist eine sehr detaillierte Darstellung des Weichgewebes und gleichzeitig die Steuerung des fokussierten Ultraschalls möglich. Mit einem ersten klinisch zugelassenen Gerät sind am Leipziger Uniklinikum die ersten vier Patientinnen erfolgreich behandelt worden. Künftig soll der fokussierte Ultraschall über eine Tablet-Navigation und Roboter-Arme gesteuert und langfristig sogar in das Protonentherapiesystem in Dresden integriert werden.

Besser planen und therapieren

Damit die Ärzte schon vor einer Therapie die beste Entscheidung für den Patienten treffen können, nutzen sie im Hals-Nasen-Ohren-Tumorboard des Leipziger Uniklinikums das von ICCAS-Informatikern entwickelte Digitale Patientenmodell (DPM). Dort sind alle wichtigen Informationen über den Patienten, dessen Krankheiten und Therapien, enthalten. Neu ist, dass auch molekularbiologische Faktoren des Tumors mit einbezogen werden sollen. Außerdem bietet das Digitale Patientenmodell proaktive Entscheidungshilfen für die Nachsorge von Krebspatienten. Nun erschließen die Informatiker weitere Anwendungsmöglichkeiten des DPM wie bei Lebertumoren, zur Behandlung von Herz- und Gefäßkrankheiten oder den Einsatz von Hörprothesen.

Digital vernetzen und überwachen

Chirurgen sollen die Patienten-Informationen auch während einer Operation jederzeit verfügbar haben. Dafür entwickeln die ICCAS-Ingenieure Netzwerke, in denen verschiedene Systeme integriert und verbunden sind. Ein erstes zertifiziertes Produkt soll noch in diesem Jahr auf den Markt kommen.

Dr. Craire Chalopin steht vor einem Präsentationsbildschirm

Die Forschungsgruppenleiterin Claire Chalopin erläutert, welche neuen bildgebenden Verfahren sie zur Erleichterung chirurgischer Eingriffe entwickelt.

Christian Hüller

Völlig neue bildgebende Verfahren, an denen ein weiteres ICCAS-Team arbeitet, sollen chirurgische Eingriffe erleichtern. Dazu gehört beispielsweise die Infrarot-Thermographie, mit der die Durchblutung von Hauttransplantaten beobachtet werden kann. Mit der sogenannten Hyperspektralen Bildgebung eröffnen sich völlig neue Einblicke in die Organe und Gewebe bei minimal invasiven Operationen.

Außerdem arbeitet eine fünfte ICCAS-Forschungsgruppe an nicht-invasiven Methoden zur Patientenüberwachung, zum Beispiel bei der Kontrolle der Lungenfunktion. Das Verfahren der sogenannten elektrischen Impedanz-Tomographie wird bereits in Krankenhäusern eingesetzt. Die Wissenschaftler entwickeln jedoch den Prototyp eines mobilen, miniaturisierten Gerätes. Dieses sollen Ärzte im OP oder bei Unfallopfern direkt vor Ort oder bei der Überwachung der Beatmung von Frühgeborenen einsetzen können. Mit der geballten Forschungskraft von mehr als 80 Wissenschaftlern will das Leipziger ICCAS diese Entwicklungen in naher Zukunft sowohl Medizinern als auch Patienten zugute kommen lassen.