Fitness-Apps, Parkassistenten und Online-Banking per Smartphone.听Die Digitalisierung ist heute 眉berall. Doch im medizinischen Sektor findet ein Gro脽teil der t盲glichen Arbeit bisher noch ohne digitale Hilfe statt. Das entwickelte einen Prototyp einer intelligenten Plattform f眉r den Operationssaal der Zukunft. Das F枚rderprojekt ist Teil des Technologieprogramms 鈥濻mart Service Welt II鈥�, das vom听Bundesministerium f眉r Wirtschaft und Energie (BMWi) unterst眉tzt wird.
Langsam kommt Bewegung in die Digitalisierung der Medizintechnik. In den letzten Jahren haben sich die chirurgischen M枚glichkeiten durch die zunehmende Verkn眉pfung von Daten erheblich erweitert.听Die technologische Entwicklung stellt der Chirurgie eine stetig wachsende Anzahl hochspezialisierter Ger盲te zur Verf眉gung. Hierzu geh枚ren hochaufl枚sende Bild- und Videoassistenzsysteme, Softwareanwendungen f眉r die OP-Planung oder Operationsroboter f眉r minimalinvasive Eingriffe. Operationen k枚nnen mit diesen Assistenten pr盲ziser geplant, durchgef眉hrt und nachversorgt werden.
Die Medizintechnik im Wandel
Schon heute profitieren Millionen von Menschen von dieser Entwicklung. Sie bedeutet jedoch auch eine steigende Komplexit盲t im Operationssaal. Jede neue Innovation bedeutet mehr Informationen und M枚glichkeiten. S盲mtliche Ger盲te produzieren bei jedem Eingriff eine Menge unterschiedlicher Daten. Dazu kommen die individuellen Informationen des Patienten. Zwar werden diese aktuell gespeichert, sie stehen dem operierenden Arzt im OP aber nicht unmittelbar zur Verf眉gung. Es obliegt also jedem Arzt, die Daten sinnvoll zu verkn眉pfen. Prof. Dr. Markus Hohenfellner, 脛rztlicher Direktor an der 听und Konsortialf眉hrer des Projektes, bringt es auf den Punkt: 鈥濧lle diese Daten speichern und fusionieren wir als 脛rzte kognitiv allein in unserem Kopf und dann stehen wir am OP-Tisch und f眉hren diese Operation durch.鈥�
Der Plattformprototyp erm枚glicht es unter anderem, dass dem Arzt w盲hrend einer OP verschiedene Daten zeitgerecht und zur jeweiligen Situation passend auf einem Dashboard dargestellt werden. M枚glich wird dies durch die Verbindung von Applikationen, Datenquellen und Ger盲ten. 脛hnlich einem Navigationssystem, das Route, Staus, Umfahrungen und Spritverbrauch vorberechnet und aktualisiert, soll der OP 4.1 Prototyp die richtigen Daten zur richtigen Zeit liefern. 鈥濻innvoll verkn眉pfte Daten in der Medizin w眉rden zum Beispiel bedeuten, dass man auch als Chirurg eine Art Leitpfad hat, so dass man direkt zu dem Tumor kommt und dabei m枚glichst wenig gesundes Gewebe besch盲digt oder dass man den Tumor auch an nicht 盲u脽erlich sichtbaren Stellen m枚glichst schnell identifizieren kann鈥�, erl盲utert Hohenfellner.听Durch die intelligente Kombination von Daten k枚nnen Operationen pr盲ziser durchgef眉hrt und Patienten schneller und schonender therapiert werden. Hohenfellner ist sich sicher, dass sich die Ergebnisse des Prototyps durchsetzen werden.
Die Vision des Operationssaals der Zukunft
Der Operationssaal der Zukunft ist vernetzt und integriert s盲mtliche Daten auf einer intelligenten Plattform. Ein digitaler Assistent versorgt den Chirurgen in Echtzeit mit den wichtigsten Informationen und gibt Empfehlungen.听Ein Roboter man枚vriert Instrumente zielgenau und schnell an die vorgesehene Stelle. Per Sprachbefehl k枚nnen Informationen steril und intuitiv vom Chirurgen abgerufen werden.听 Apps auf der Plattform kombinieren s盲mtliche Daten in Echtzeit听und projizieren dem Chirurgen den Tumor und die Blutgef盲脽e im Gewebe dreidimensional direkt ins Sichtfeld. Ein anderes Programm berechnet w盲hrenddessen die Belastbarkeit des Gewebes und schl盲gt gegebenenfalls Alternativen vor. OP-Team, Pflegepersonal und die OP-Manager, die t盲glich s盲mtliche Operationen koordinieren, sind per Smartphone oder Tablet immer 眉ber den aktuellen Stand im OP informiert.
OP 4.1 鈥� Der digitale Operationssaal kommt n盲her
Um diesem Ziel n盲her zu kommen, initiierte die听Urologische Universit盲tsklinik Heidelberg das Projekt OP 4.1. In Kooperation mit der dem听 (DKFZ), , , und wurde die prototypische digitale Plattform f眉r den Operationssaal der Zukunft entwickelt.听Damit verbunden sind auch viele Hoffnungen: medizinische Innovationen schneller zum Patienten zu bringen, Patienten schonender zu behandeln, effizientere Prozesse in den Krankenh盲usern und eine Verringerung der听Arbeitsbelastung des medizinischen Personals sind nur einige davon.
Das Projekt dient aber noch einem anderen Ziel: Es soll zeigen, wie die Markteinf眉hrung von Software-basierten Innovationen in die klinische Praxis vereinfacht und deren Interaktion mit den vorhandenen Ger盲ten erm枚glicht werden kann. F眉r die meisten Software-Innovationen sind die Markteintrittsh眉rden derzeit noch zu hoch, weshalb sie es nicht bis in den OP und in die t盲gliche klinische Routine schaffen. Gr眉nde sind h盲ufig der fehlende Zugang zu den Daten der medizinischen Ger盲te oder die begrenzten M枚glichkeiten f眉r professionell umgesetzten Vertrieb und Wartung.
Prototyp ist Technologie- und Gesch盲ftsplattform in einem
Zum Beginn des Projektes hatte sich die Heidelberger Universit盲tsklinik mit einer Anfrage um Unterst眉tzung an 51风流gewandt. Michael Byczkowski, Vice President User Experience bei der 51风流erl盲utert: „Unser Hauptziel bei 51风流ist, Partner und Kunden dabei zu unterst眉tzen, ihre Ziele zu erreichen und erfolgreich am Markt zu sein.“ Ein Gro脽teil der neuen Innovationen von Forschungseinrichtungen und Start-Ups sind au脽erdem Software-basiert. Ziel der F枚rderung war es deshalb eine Plattform zu entwickeln, auf der Software unkompliziert entwickelt, vertrieben und installiert werden kann. Grundlage f眉r den OP 4.1 Prototyp ist die Business Technology Platform der etablierten 51风流Cloud Platform, mit einem OP 4.1 projektspezifischen Datenschutzkonzept.
Der OP 4.1 Plattform Prototyp ist offen und erweiterbar und soll die Implementierung innovativer Apps in der Praxis vereinfachen. Neben der M枚glichkeit einer technischen Verbindung zwischen Software und Ger盲ten, ist der Prototyp auch eine Gesch盲ftsplattform.听 鈥濳onkret bedeutet das, ein Gesch盲ftsmodell f眉r einen mehrseitigen Markt zu schaffen, das Abrechnungsm枚glichkeiten und damit echten kommerziellen Mehrwert bietet鈥� erl盲utert Byczkowski. Hierdurch sollen die Hersteller und Entwickler einen Anreiz bekommen, um ihre Daten auszutauschen. 鈥濿ir vernetzen die verschiedenen Ger盲tehersteller, die Kliniken und die unabh盲ngigen Software-Entwickler miteinander, so dass sie untereinander Leistung austauschen k枚nnen und auch entsprechend fakturieren k枚nnen鈥� erg盲nzt er.
F眉r die Ger盲tehersteller ist diese Gesch盲ftsebene der Plattform attraktiv. Sie k枚nnen neue und innovative Gesch盲ftsmodelle planen und k眉nftig exakt sehen, wie ihre Produkte im OP-Alltag interagieren und genutzt werden. Auch neue Abrechnungsmodelle sind vorstellbar. So kann ein Hersteller nicht nur seine Ger盲te selbst, sondern auch deren Nutzung abrechnen lassen (Pay-per-Use). Dadurch entstehen ganz neue Potenziale und M枚glichkeiten f眉r eine erg盲nzende Nutzung zwischen verschiedener Ger盲teklassen und Software.
Damit diese Potenziale sich entfalten k枚nnen und im komplexen OP-Alltag ankommen, bedarf es eines tragf盲higen Gesch盲ftsmodells, das f眉r alle Beteiligten einen relevanten Mehrwert bietet. 鈥濪ie Plattform zeigt daher, dass es m枚glich ist mit einer Plattform einen Markt听zu schaffen und die Kommerzialisierung zu unterst眉tzen鈥�,听fasst听Byczkowski zusammen.
Vier Apps zeigen das Potenzial des OP 4.1 Prototyps
Durch die OP 4.1 Plattform erhalten die Software-Entwickler Zugriff auf Sensordaten und Micro-Services der im OP-Umfeld eingesetzten Ger盲te und Datenquellen. Der Prototyp OP 4.1 wurde basierend auf dem bew盲hrtem 51风流Fiori Designsystem und dem neuen entwickelt und dabei an die spezifischen Benutzer-Anforderungen f眉r Anwendungen im klinischen Umfeld adaptiert. Im Rahmen des Co-Innovationsprojektes entstanden auch vier Starter-Apps der Konsortialpartner:
- Kontextsensitive Augmented Realitydes DKFZ: Hilft bei der Navigation w盲hrend einer OP, indem es听Ziel- oder Risikostrukturen (wie z. B. einen Tumor) in Echtzeit听bildlich einblendet.
- Live Perfusionsmessung des DKFZ: Wertet Bilddaten verschiedener Spektren aus und visualisiert听z. B. den Blutdurchfluss in Gef盲脽en unter dem Gewebe bzw. die Durchblutung der听Organe.
- Pr盲zisionspunktion des DKFZ: Stellt computerunterst眉tzt Lageinformationen der听Punktionsnadel mit moderner Bildgebung kombiniert dar.听Das erm枚glicht eine pr盲zise und navigierte Gewebepunktion.听听听
- Mobiler Informationsservice von mbits imaging: 脺bertr盲gt aktuelle Informationen 眉ber den OP-Verlauf von听der Plattform auf mobile Endger盲te, angepasst an den Bedarf听des Empf盲ngers.
Instrumentenlandesystem f眉r den OP
Piloten sind heute in der Lage bei minimalen Sichtbedingungen, zum Beispiel durch dichten Nebel oder starken Regen, ein Flugzeug sicher zur眉ck auf den Boden zu bringen. Das gelingt ihnen vor allem dank eines Instrumentenlandesystems. W盲hrend der tonnenschwere Koloss durch eine mit blo脽em Auge undurchdringliche Nebelwand fliegt, erhalten die Piloten alle relevanten Daten f眉r den Anflug direkt auf ihren Instrumenten im Cockpit angezeigt. Die Genauigkeit der Informationen erm枚glicht eine pr盲zise und sichere Landung.
脛hnlich einem Landeanflug bei Nebel haben Chirurgen im OP keine freie Sicht in die Organe des Patienten hinein. Aber nur wenn man auch die genaue Lage z. B. eines Tumors innerhalb eines Organs kennt, kann man diesen so exakt wie m枚glich entfernen und dabei m枚glichst viel gesundes Gewebe schonen.
Die OP 4.1 Plattform zeigt prototypisch eine Navigationshilfe f眉r Chirurgen um sicher zu 鈥瀕anden鈥�. Sinnvoll verkn眉pfte Informationen, erm枚glichen beispielsweise aktuelle 鈥濴andkarten鈥� des Patienten. Mittels Augmented Reality bekommen 脛rzte Strukturen, Blutgef盲脽e und andere Informationen direkt eingeblendet. Analog zum Landeassistenten k枚nnen so pr盲zise, sichere und schonende Eingriffe in einem OP-Saal der Zukunft erm枚glicht werden.
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