Automatisierte Chirurgieplanung

Die knöcherne Rekonstruktion des Gesichts nach der Resektion von ausgedehnten Tumoren ist eine besondere Herausforderung in der Gesichtschirurgie. Es gibt bereits kommerziell verfügbare Software-Tools zur virtuellen Planung dieser Eingriffe. Diese sind jedoch so kompliziert in der Handhabung, dass sie selten von den Chirurgen direkt verwendet werden und eine umständliche und langwierige Kommunikation mit Dienstleistern erforderlich ist. Diese Missstände werden durch eine spezialisierte Software überwunden, die an der Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie eigens entwickelt wird. Durch einen neuartigen Ansatz wird die automatisierte virtuelle Planung von solchen Rekonstruktionsoperationen ermöglicht. Dabei werden moderne Methoden der künstlichen Intelligenz zur Aufbereitung von Bilddaten aus dem Computertomographen verwendet und von einem einzigartigen Algorithmus wird ein optimierter Operationsvorschlag erstellt. Die virtuelle Planung kann schließlich mittels 3D‑gedruckter Schablonen hochgenau in den Operationssaal übertragen werden. Ziel der Arbeitsgruppe ist es, basierend auf bestehenden akademischen Vorarbeiten ein tatsächlich für das Wohl des individuellen Patienten einsetzbares Medizinprodukt zu entwickeln. Durch einen modularen Aufbau kann die Software auf diverse Anwendungen in unterschiedlichen medizinischen Fachgebieten angepasst werden.

Abbildung 1: Prototyp der Planungssoftware mit der beispielhaften Planung einer Unterkieferrekonstruktion mit einem Fibula-Transplantat aus drei Segmenten. Die Dimensionierung und Positionierung dieser Segmente erfolgt dabei voll-automatisch.

Basierend auf den vorangegangenen akademischen Vorarbeiten konnte eine Förderung im Rahmen des Programmes EXIST‑Forschungstransfer das Projekt InnoSurge AC eingeworben werden. Dieses Programm wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) initiiert und unterstützt höchst innovative Forschungsprojekte auf dem Weg zur Marktreife. Während der zweijährigen Projektlaufzeit wird die Entwicklung einer marktreifen Version der Planungssoftware, die Durchführung einer experimentellen Studie zur klinischen Bewertung und die detaillierte Ausarbeitung eines Businessplans ermöglicht.

Auf dieser Grundlage soll ein Unternehmen aufgebaut werden, das Chirurgen mit maßgeschneiderten Software-Lösungen für diverse Indikationen ausstattet und dabei fortwährend eng mit der Uniklinik Aachen im Rahmen des Kompetenzzentrums für Computergestützte Herangehensweisen in der individualisierten Chirurgie (CHIC) kooperiert, um stetig innovative Forschungsergebnisse als Medizinprodukte in den Markt zu bringen. Von diesen Werkzeugen profitieren zunächst die Ärzte als Anwender, da sie in ihrer täglichen Arbeit unterstützt werden und dadurch die bestmöglichen Ergebnisse erzielen. Schlussendlich aber kommen die Innovationen vor allem den Patienten zugute, deren Lebensqualität entscheidend verbessert werden kann.