Lebererkrankungen zählen weltweit zu den häufigsten und folgenschwersten Krankheitsbildern. Rund zwei Millionen Menschen sterben jährlich an ihren Folgen. Angesichts des demografischen Wandels und der zunehmenden Belastung des Gesundheitssystems steigt die Bedeutung schonender, effizienter und gleichzeitig hochpräziser Behandlungsverfahren. Minimalinvasive, ultraschallgeführte Eingriffe bieten hierfür ein enormes Potenzial, erfordern jedoch ein eingespieltes Team, hohe Expertise sowie eine reibungslose Kommunikation im Operationssaal – Ressourcen, die insbesondere durch den Fachkräftemangel zunehmend unter Druck geraten.

Das Forschungsprojekt SURREAL setzt genau an diesen aktuellen Herausforderungen an. Forschende des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein, des Fraunhofer IMTE in Lübeck, der BEC Medical GmbH in Magdeburg und dem Fraunhofer IDMT in Oldenburg entwickeln in den kommenden drei Jahren gemeinsam eine robotergestützte Assistenzplattform, die klinische Fachkräfte während ultraschallbasierter Leberuntersuchungen und -interventionen entlastet.
„Mit SURREAL wollen wir die Potenziale sprachgesteuerter Robotik und KI identifizieren und auf den Weg in den klinischen Alltag bringen“, sagt Projektleiter Dr.-Ing. Dennis Kundrat.

Im Zentrum steht die robotische Plattform, die mit Klinikerinnen und Klinikern u. a. über eine natürlichsprachliche Mensch-Maschine-Schnittstelle interagiert. Während der Intervention erfasst und analysiert das System kontinuierlich Ultraschallbilder, akustische Informationen und Bewegungsdaten aus dem OP-Umfeld. Diese Informationen werden zusammengeführt, um anschließend mittels KI-Modellen ein Kontextverständnis des Eingriffs zu erhalten. Auf dieser Basis initiiert die Plattform dann Aktionen, etwa die Ausrichtung des Ultraschallkopfes oder Roboterbewegungen zur Darstellung der Instrumente im Ultraschall.
„Die Kombination aus multimodaler Datenerfassung und -analyse, natürlicher Sprache und robotischer Präzision bietet völlig neue Möglichkeiten der Zusammenarbeit im OP“, fasst Andreas Rothfuss von der BEC Medical GmbH aus Industriesicht zusammen.

„Damit legen wir nicht nur den Grundstein für innovative Verwertungskonzepte aus der Forschung, sondern auch für teilautonome Assistenzfunktionen, die medizinisches Personal effektiv in ihren Aufgaben unterstützen.“

Ziel ist es, die Arbeitsabläufe im OP deutlich zu verbessern, die Ergonomie zu steigern, Personal gezielt zu entlasten und gleichzeitig die Behandlungsqualität zu erhöhen. Da ultraschallgeführte Verfahren im Gegensatz zu CT- oder fluoroskopiebasierten Eingriffen überwiegend ohne ionisierende Strahlung auskommen, trägt der Ansatz zudem dazu bei, die Strahlenexposition für die OP-Teams langfristig zu reduzieren.
„Gerade im Bereich minimalinvasiver Lebereingriffe können intelligente Assistenzsysteme einen entscheidenden Beitrag leisten, um Fachkräfte besser einzusetzen, die Behandlungsqualität zu steigern und damit die Patientensicherheit langfristig zu verbessern“, ergänzen Prof. Dr. med. Roman Klöckner und PD Dr. med. Franz Wegner.

Die im Projekt entwickelte Plattform ist dabei nicht auf Lebereingriffe beschränkt. Das modulare Konzept ermöglicht eine spätere Übertragung auf weitere klinische Einsatzfelder, in denen verschiedene Bildgebungen, Robotik und KI zusammenwirken. Damit eröffnet SURREAL neue Möglichkeiten für eine adaptive und zukunftsgerichtete Unterstützung von klinischen Workflows.

Dieses Vorhaben wird durch das BMFTR im Rahmen der Fördermaßnahme NLP.bot unter dem Förderkennzeichen 16SV9461 gefördert.

Pressekontakt:

Sandy Bever
sandy.bever@imte.fraunhofer.de

Fraunhofer-Einrichtung für Individualisierte Medizintechnik IMTE
Mönkhofer Weg 239a, 23562 Lübeck