KI trifft Skalpell: Zehn Projekte für präzisere Krebsoperationen
Mit der neuen Förderung „KI-gestützte Präzisionschirurgie in der Onkologie“ starten zehn Teams in Deutschland Forschungsprojekte, um Tumoroperationen mithilfe von Daten und KI gezielter und sicherer zu machen.
Startschuss für die neue Fördermaßnahme „KI-gestützte Präzisionschirurgie in der Onkologie“: Zehn interdisziplinäre Teams aus ganz Deutschland nehmen ab Herbst die Arbeit an ihren Forschungsprojekten auf. Im Zentrum steht für die Forschenden die Frage, wie Ärztinnen und Ärzte mit Hilfe von vorhandenen Daten und künstlicher Intelligenz Tumoroperationen auf ein neues Niveau heben können.
Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) unterstützt die ausgewählten Forschungsansätze im Rahmen der Nationalen Dekade gegen Krebs mit über 17 Million Euro für drei bis maximal vier Jahre.
Bessere Tumorbehandlung durch datengestützte Erkenntnisse
Tumoroperationen sind oft alternativlos und eine der gängigsten Krebsbehandlungen. Ungefähr 80 Prozent aller Patientinnen und Patienten werden nach wie vor im Verlauf ihrer Erkrankung operiert. In den dabei entstehenden Daten steckt enormes Potenzial: Sie können helfen, künftige Therapien deutlich zu verbessern. Ob zur Mustererkennung, als Entscheidungshilfe oder zur Steuerung von OP-Robotern – die KI-gestützte Analyse dieser Daten kann medizinisches Personal gezielt unterstützen, Behandlungen personalisieren und die Behandlungschancen erhöhen.
Alle an einen Tisch
Bei den Projekten kam es dem BMFTR besonders darauf an, dass die Bedürfnisse von Patientinnen und Patienten berücksichtigt werden und die gewonnenen Erkenntnisse den schnellen Weg in die Praxis finden. Deshalb richtete sich die Ausschreibung speziell an interdisziplinäre Verbünde, die mindestens einen klinischen Anwendungspartner – beispielsweise Ärztinnen, Ärzte oder OP-Personal – sowie auch Betroffene von Tumorerkrankungen in den Forschungsprozess einbeziehen.
Die geförderten Projekte im Überblick
Die ausgewählten Projekte forschen deutschlandweit zu unterschiedlichen Anwendungsszenarien: von KI-assistierter Gerätesteuerung bis hin zur multimodalen KI-Assistenz während der OP sowie zur OP-Erkennung. Dabei werden verschiedene Krebsarten abgedeckt.
BESTFIT (Albert-Ludwigs-Universität Freiburg)
Tumoranalyse in Echtzeit: BESTFIT will eine Technologie entwickeln, die Chirurginnen und Chirurgen dabei hilft, Kopf-Hals-Tumore so präzise wie möglich zu entfernen. Mittels KI-Technologie wird das Gewebe live während der OP analysiert, eingegrenzt und mit Markern versehen. Diese helfen später bei der Bestrahlung.
EndoPlan-3D (OTH Regensburg, Labor RMIC)
Um Präzisions-OPs bei Speiseröhrenkrebs besser planen zu können, entwickelt EndoPlan-3D ein digitales KI-Tool, das auf Basis endoskopisch erstellter Videos dreidimensionale Modelle von Tumoren entwerfen kann. Ärztinnen und Ärzte können den Tumor anschließend mithilfe einer Virtual-Reality-Brille von allen Seiten betrachten, durchfliegen und virtuell ertasten.
HARMONIE (Universität zu Lübeck)
Das Projekt HARMONIE entwickelt eine neue Technik, um Brusttumore nach einer Chemotherapie besser zu finden. Dafür kommen spezielle Marker und eine KI zum Einsatz, die Ultraschallbilder in Echtzeit auswertet. So können Ärztinnen und Ärzte das Tumorgewebe gezielter entfernen.
HyperTUM (Universitätsklinikum Jena - Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde)
Das Projekt HyperTUM entwickelt ein KI-gestütztes System zur präzisen Entfernung von Kopf-Hals-Tumoren. Mithilfe einer hyperspektralen Kamera, die feinste Gewebeunterschiede sichtbar macht, und einer Echtzeit-Bildanalyse durch Künstliche Intelligenz sollen Tumoren während der Operation besser erkannt und gewebeschonend entfernt werden. Eine neuartige Lasereinheit unterstützt die präzise Resektion.
INTEGER (Fraunhofer ILT, Aachen)
entwickelt ein KI-gestütztes Lasersystem, das Tumorzellen im Knochen während der OP erkennt und gezielt entfernt. Ziel ist eine rückstandsfreie Resektion bei gleichzeitigem Erhalt gesunden Gewebes.
KIRAL (Universitätsklinikum Freiburg)
KIRAL bringt ein digitales Assistenzsystem in den OP: Es vermisst die Leber laufend per Ultraschall, erkennt Veränderungen und passt die OP-Strategie sofort an. Die KI zeigt die Vorschläge in einer erweiterten Realität, die Chirurginnen und Chirurgen per Sprache und Gesten steuern können. So wird jede Leberkrebs-OP individuell und sicher.
KLEVER (Universitätsklinikum Würzburg)
KLEVER will die Grenzen eines Tumors besser kenntlich machen, damit Chirurginnen und Chirurgen präziser operieren und gesundes Gewebe besser schützen können. Dafür kommt ein spezielles Laser-Mikroskop zum Einsatz, das winzige Gewebestrukturen sichtbar macht. Eine Künstliche Intelligenz vergleicht die Bilder mit bekannten Mustern und zeigt den Tumorrand direkt auf dem Bildschirm an.
KIVI (Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie, Aachen)
Das Projekt entwickelt ein tragbares Gerät, das Leberkrebs-Operationen revolutionieren soll. Es liefert während des Eingriffs hochauflösende Gewebebilder in Echtzeit. Eine integrierte KI analysiert diese sofort und erkennt krankes Gewebe – ganz ohne Labor. Das spart wertvolle Zeit und ermöglicht eine präzisere Tumorentfernung.
PRECISEnode (Ruhr-Universität Bochum)
Das Projekt forscht an einer Methode, mit der Ärztinnen und Ärzte Lymphknotenmetastasen frühzeitig per Ultraschall erkennen können. Durch die Kombination von 3D-Ultraschallbildern und Künstlicher Intelligenz wird es einfacher denn je möglich sein, befallenes Gewebe präzise zu entfernen.
KURE (Refined Laser Systems GmbH)
Die Forschenden entwickeln ein Verfahren, das gut- und bösartige Tumoren bei Nieren-, Hoden- oder Prostatakrebs während der Operation schnell und präzise voneinander unterscheidet. Die Technologie kombiniert Laserlicht und Künstliche Intelligenz. So entsteht ein „Fingerabdruck“ des Tumors, den Chirurginnen und Chirurgen während der OP sehen und nutzen können – ganz ohne Wartezeit oder Kontrastmittel.
