Die Erfassung von Vitaldaten wie Puls oder Sauerstoffsättigung in Echtzeit spielt eine zunehmend wichtige Rolle in der modernen Medizin. Auch im Bereich der medizinischen Bildverarbeitung sind durch künstliche Intelligenz viele neue Anwendungen möglich geworden. Dazu gehören Augmented Reality Apps, die das Blickfeld von Chirurgen live auswerten und Informationen zur Operation an den richtigen Stellen einblenden, um die OP zu unterstützen. In all diesen Anwendungen stellt die Bewegung der Patienten eine große Herausforderung dar. Sensoren verlieren den Kontakt oder verändern die Position. Organe und Risikostrukturen verändern ihre Position im Blickfeld des Chirurgen.
Diesen Herausforderungen stellt sich das Forschungsprojekt INMOTION. In Zusammenarbeit mit mehreren klinischen und industriellen Partnern werden Methoden zur Erfassung und Korrektur von Bewegungen während medizinischer Datenaufnahmen entwickelt. Jetzt blickt das Projektteam rund um Prof. Dr. Auer, Prof. Dr. Breidenassel, Prof. Dr. Kromer und Prof. Dr. Remmele auf ein sehr erfolgreiches erstes Jahr zurück und begrüßt gleich drei neue Doktoranden. Außerdem brachte das Projekt bereits nach einem Jahr ein neues Forschungsvorhaben (AIARConcepts) und neue starke Partnerschaften auf den Weg.
Im Schlaflabor berührungslos Vitaldaten erfassen
Matthias Jahn forscht an der berührungslosen Erfassung und Korrektur von Vitaldaten unter Anderem mittels RADAR-Sensoren, um insbesondere in Schlaflaboren die Echtzeitaufzeichnung von Puls, Atemfrequenz und Blutdruck zu ermöglichen. Dies ist insbesondere relevant für den Einsatz in sensiblen und kritischen Situationen zur kontinuierlichen und unauffälligen Überwachung der Vitaldaten. Die Sensoren wurden u.a. von der Firma Infineon bereitgestellt, die das Projekt als assoziierter Partner unterstützt.
Matthias Jahn, der Informatik an der Technischen Hochschule Ingolstadt studierte, wechselte für seinen Master in Informatik an die Hochschule Landshut und startete im Oktober für das Projekt als neuer Doktorand. Eine starke Partnerschaft: Prof. Dr. Björn Schuller wird Matthias Jahn als Doktorvater der Technischen Universität München (TUM) kooperativ betreuen. Prof. Dr. Eduard Kromer und Prof. Dr. Andreas Breidenassel betreuen das Promotionsverfahren seitens der Hochschule Landshut.
Möglichst präzise Organ-Hologramme für Operationen
Im zweiten INMOTION Teilprojekt forscht Serouj Khajarian an KI-unterstützten Algorithmen für die Augmented Reality-gestützte Viszeralchirurgie. AR ermöglicht Chirurgen eine verbesserte Wahrnehmung des Operationsgebiets während chirurgischer Eingriffe. So können kritische Strukturen, wie Tumore und Blutgefäße, mit einem Hologramm eingeblendet werden, um die Genauigkeit der Intervention zu erhöhen. Khajarian entwickelt Methoden, die zum Beispiel Organ-Bewegungen verfolgen und bei der AR-Projektion korrigieren sollen. Dies macht die virtuelle Projektion von radiologischen Daten auf reale Organe präziser und weniger fehleranfällig.
Serouj Khajarian studierte Biomedizinische Technik an der Hochschule Landshut, wo er im Anschluss seinen Master in Elektrotechnik absolvierte. Nachdem er zwei Jahre für das mittlerweile erfolgreich abgeschlossene Projekt AIARLiver der Hochschule Landshut tätig war und bereits erste Publikationen auf internationalen Konferenzen platzieren konnte, wechselte er zum 01.10.2024 zum Projekt INMOTION. Dort promoviert er nun in Kooperation mit Prof. Dr. Oliver Amft von der Universität Freiburg und wird von Prof. Dr. Stefanie Remmele und Prof. Dr. Christopher Auer an der Hochschule Landshut betreut.
AR-gestützte Chirurgie in die Praxis integrieren
Michael Schwimmbeck, der seinen Beitrag zum Projekt bereits in Form von drei Publikationen auf namhaften Konferenzen veröffentlichen konnte, ist dem Forschungsschwerpunkt treu geblieben. Im thematisch angrenzenden Projekt AIARConcepts der Hochschule Landshut forscht er an Nutzer-zentrierten Konzepten zur Integration der Augmented Reality-gestützten Chirurgie in klinische Prozesse.
Vor seinem Forschungsmaster studierte Michael Schwimmbeck im Bachelorstudiengang Biomedizinische Technik an der Hochschule Landshut. Jetzt promoviert er in Kooperation mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und PD Dr. Thomas Wittenberg. Die interne Betreuung der Promotion erfolgt durch Prof. Dr. Stefanie Remmele und Prof. Dr. Christopher Auer.
Schon während des Studiums die Forschung kennenlernen
Die Projekte der Forschungsgruppe Medizintechnik werden außerdem maßgeblich von Studierenden der Fakultäten Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen, Informatik sowie Interdisziplinäre Studien durch zahlreiche Abschluss-, Studien- und Projektarbeiten unterstützt. So ist es möglich, bereits während des Studiums wertvolle Beiträge zur aktuellen Forschung zu leisten.
Über INMOTION
Die Initiative INMOTION startete im Januar 2024. Der Freistaat Bayern fördert das Projekt im Rahmen der 7. Förderrunde des Programms zur Förderung der angewandten Forschung und Entwicklung an HAWs und THs mit knapp 715 000 Euro. 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. Assoziierte Partner des Projekts sind die Unternehmen Infineon AG, Cariad SE, Cosinuss GmbH, Corscience GmbH und mediCAD GmbH sowie die klinischen Partner Krankenhaus Agatharied, Klinikum Bayreuth und das LAKUMED Krankenhaus Landshut-Achdorf.
Fotos: Hochschule Landshut / Stefanie Remmele
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