SOMIT setzt neue Maßstäbe in der Medizin

Der IT-vernetzte Chirurg prägt die Zukunft des schonenden und präzisen Operierens

Computernavigation, Echtzeit-Bildregistrierung und Licht als Werkzeug: Im Rahmen der Leitvision „Schonendes Operieren mit innovativer Technik“ (SOMIT) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) werden seit 2005 mit einem Gesamtbudget von 32 Millionen Euro gezielt zukunftsorientierte Gesamtkonzepte für die Planung und Durchführung von Operationen erforscht und realisiert. Zu den geförderten Forschungs- und Entwicklungsverbünden gehören FUSION, OrthoMIT und CoHS.

In einer einzigartigen bundesweiten Vernetzung von Partnern aus unterschiedlichen Wissenschafts- und Technologiefeldern werden Zukunftsmodelle für das schonende Operieren entwickelt, die mit minimal-invasiven und computerassistierten Verfahren neue Maßstäbe in der Chirurgie setzen. Erste Ergebnisse werden bereits erfolgreich angewandt und wegweisende Szenarien in klinischen Studien umfassend auf ihre Wirksamkeit hin überprüft.

In kaum einer anderen Wissenschaft vollzieht sich derzeit ein so rasanter Fortschritt wie in der Medizin. Insbesondere die Chirurgie hat sich in den letzten Jahren von manuellen Operationstechniken zu hochtechnologischen Verfahren entwickelt, die die Planung und Durchführung von Operationen in einen computerunterstützten Gesamtkomplex integrieren. Bloßes Handanlegen mit Skalpell und Zange und das persönliche Augenmaß des Chirurgen werden in Zukunft mit minimal-invasiven Instrumenten und computerbetriebenen Navigationsverfahren unterstützt.

Beispiel Leberchirurgie: Unter der Leitversion SOMIT entwickeln die Partner des FUSION-Konsortiums individualisierte Präzisionschirurgie für Weichgewebe. „Leberoperationen gehören zu den größten Herausforderungen in der Chirurgie. Die Leber ist das zentrale Organ des Stoffwechsels und von vier verschiedenen Gefäßbäumen durchzogen. Ein falscher Schnitt, und das ganze Lebergewebe kann absterben – mit schweren Folgen für den Patienten“, erklärt Dr. Raimund Mildner, Verbundsprojektkoordinator von FUSION.

Zentrale Aufgabe der im FUSION-Projekt entwickelten Assistenzsysteme ist, die vor dem Eingriff erhobenen Daten mit der realen Situation während der Operation zu verbinden. Der von MeVis Research entwickelte Planungsassistent ermöglicht auf Basis moderner 3D-Rekonstruktion der CT- und MRT-Daten, die Operation des Patienten vor dem Eingriff genau zu planen. Die Resultate werden durch die Vernetzung des Planungsassistenten mit den intra-operativen Assistenzsystemen während der Operation (Ultraschall) auf die Umgebung des Eingriffs übertragen. Mittels optischem und elektromagnetischem Tracking kann sich der Chirurg die Position der von ihm geführten Instrumente (Skalpell, Laser, Dissektoren) in den angepassten Planungsdaten anzeigen lassen und eine sehr hohe Präzision während des Eingriffs erreichen, die vor allem der Patientensicherheit zu Gute kommt. So übernimmt beim intra-operativen Chirurgieassistenten ein integriertes Leistungssteuerungssystem die Abschaltung der Leistung, sobald sich das jeweilige Instrument einer sensiblen Struktur nähert oder sich unzulässig weit von der Lokalität einer geplanten chirurgischen Handlung entfernt.

Weiteres Ziel bei der bildgestützten Navigation in der Laparoskopie ist die Echtzeitfähigkeit der Bildregistrierung. „Gemeinsam mit dem international gefragten Mathematiker, Prof. Dr. Bernd Fischer, arbeiten wir derzeit an der Entwicklung dieses Verfahrens. Aufgrund der ständigen Bewegung und Deformation der Leber ist das eine enorm große Herausforderung. Sollte uns dies gelingen, wird das die Chirurgie revolutionieren“, so Dr. Mildner.

Wie bei FUSION und CoHS handelt es sich auch bei OrthoMIT um ein groß angelegtes Verbundprojekt, das bundesweit 24 Partnerinstitutionen aus Wissenschaft, Forschung und Industrie vereint. Das Hauptanliegen des OrthoMIT-Projektes ist die Entwicklung einer integrierten Plattform für das schonende Operieren in der Orthopädie und Traumatologie, mit dem Schwerpunkt Knie, Hüfte und Wirbelsäule. Mit Blick auf den gesamten Workflow im OP-Bereich bis hin zur Rehabilitation entwickeln die Partner von OrthoMIT minimal-invasive chirurgische Strategien, sensorbasierte Planungs- und Navigationssysteme sowie interventionelle Bildgebungsverfahren. „Die Entwicklung einer neuen Generation optimierter modularer und computerintegrierter Arbeitsplätze und Verfahren ist für den Orthopäden von besonderer Bedeutung. Es steht heute bereits eine Vielzahl von einzelnen Systemen zur Verfügung, aber als Ärzte brauchen wir ein einheitliches System im Operationssaal, um den Patienten bestmöglich zu versorgen“, so Prof. Dr. Niethard, Sprecher des Verbundprojekts OrthoMIT.

Vernetzte Systeme in der Medizintechnik nach neuer Norm IEC 80001

Die Vernetzung der Medizintechnik mit Computer- und IT-Technologie wird die Zukunft der modernen Chirurgie prägen. Mit dem Konzept „Smart Integration“ stellen sich die Forscher und Entwickler bei OrthoMIT dieser Herausforderung. Die Ergebnisse aus den unterschiedlichen, interdisziplinär angelegten Teilprojekten werden in einer integrierten chirurgischen Arbeitsstation zusammengeführt und auf ihre klinische Gebrauchstauglichkeit und Kosteneffizienz hin geprüft. Hierfür ist die Inbetriebnahme des einzigartigen Demonstrator-Operationssaals im Universitätsklinikum Aachen geplant, der Mitte 2010 an den Start gehen soll.

Bei der Neuentwicklung der internationalen Norm IEC 80001, die das Risikomanagement für IT-Netzwerke regelt, wird OrthoMIT explizit als Anwendungsbeispiel genannt und auch FUSION berücksichtigt diese Richtlinie bei der nahtlosen Integration unterschiedlichster Gerätschaften und Komponenten in der computerunterstützten Leberchirurgie. Gemeinsam mit den Partnern

Siemens und Dräger wurde das FUSION-Cockpit entwickelt, das die Integration der Teilkomponenten ermöglicht und den Datentransfer in und aus dem OP-Bereich in lokale und globale IT-Netzwerke des Krankenhauses gewährleistet. Das FUSION-Cockpit wurde im Transfer-OP in Lübeck erprobt und installiert.

Mit dem Schwerpunkt der Presbyopie-Diagnose und -Therapie arbeiten auch am Kopfchirurgischen Zentrum CoHS in Jena Wissenschaftler, Mediziner und Hersteller an der Entwicklung von OP-Prototypen, aus denen verallgemeinerungsfähige Konzepte auch für andere Indikationsgebiete abgeleitet werden sollen. „Licht als Werkzeug ist eine der Innovationen, die der Chirurgie im Sinne des schonenden und präzisen Operierens ganz neue Wege eröffnet“, ist Volker Wiechmann überzeugt, der das Verbundprojekt CoHS koordiniert.

Pressekontakt:

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SOMIT
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Dr. Ludger Schnieder
Hechinger Str. 262
72072 Tübingen
Tel.: (07071) 857 893 112
E-Mail: ludger.schnieder@mittev.de
Redaktioneller Hinweis:
Ausgangspunkt der Initiative war der Wettbewerb „Schonendes Operieren mit innovativer Technik“ (SOMIT), den das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) nach langer Vorlaufzeit im November 2003 startete – als gemeinsame Aktion der vier BMBF-Programme Gesundheitsforschung (GF), Optische Technologien, Mikrosysteme und Softwaresysteme.

Im Rahmen der Initiative SOMIT werden zukunftsorientierte Gesamtkonzepte für die Planung und Durchführung von Operationen in bestimmten Krankheitsgebieten entwickelt und realisiert, die den zukünftigen Anforderungen des Gesundheitssystems, insbesondere unter Einbeziehung der demografischen Entwicklung, gerecht werden. Aus dem Wettbewerb sind die drei Forschungsverbünde FUSION, OrthoMIT und CoHS hervorgegangen. In enger Zusammenarbeit von Entwicklern bzw. Technologie-Anbietern, Herstellern und Anwendern entstehen integrierte chirurgische Verfahren, deren einzelne Komponenten (Handlungsabläufe bzw. Prozesse, eingesetzte Methoden und Geräte, Hard- und Software) mit Blick auf den Clinical Pathway optimiert werden.

Weitere Informationen:
http://www.schonendes-operieren.de
http://www.somit-fusion.de
http://www.orthomit.de
http://www.medways.eu (CoHS)