TRR 125:  Cognition-Guided Surgery Wissens- und modellbasierte Chirurgie

• Fachliche Zuordnung: Medizin ; Informatik, System- und Elektrotechnik ; Mathematik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 211469636

Die Vision des Sonderforschungsbereichs/Transregio ist ein kognitives System, das ähnlich einem menschlichen Assistenten mitdenkt und den Chirurgen unterstützt. Das System wird dafür prä-, intra- und postoperative Informationen verknüpfen und wissensbasiert interpretieren. Dies bedeutet, dass das System kontinuierlich den Behandlungsablauf wahrnimmt und die relevanten Daten sammelt (Perzeption). Unter Einbeziehung von Fakten- und insbesondere Erfahrungswissen (Wissensbasis) erkennt das System anhand dieser Daten die aktuelle Situation (Interpretation) und führt gegebenenfalls eine geeignete Handlung aus. Dies bedeutet beispielsweise das Nachführen eines Endoskops oder die Visualisierung der individuellen Risiko- und Zielstrukturen für die sichere Durchführung des nächsten Operationsschritts (Aktion). Das Ergebnis wird im Sinne eines Lernprozesses in die Datenbank rückgeführt und steht als Erfahrungswissen beim nächsten Einsatz zur Verfügung. Der Chirurg ist damit in der Lage, die Therapie zukünftig effektiver und mit besserer Qualität umzusetzen. Für die Verwirklichung dieser Vision greifen die Projektpartner des Sonderforschungsbereichs/Transregio, die Universität Heidelberg, das Karlsruher Institut für Technologie und das Deutsches Krebsforschungszentrum, auf ihre bestehenden Netzwerke zurück, um so gemeinsam maximale Synergieeffekte zu erzielen.

• DFG-Verfahren: Transregios

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Kontextsensitiver OP im Behandlungsprozess der minimalinvasiven Viszeralchirurgie (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kenngott, Hannes Götz ;  Speidel, Stefanie )
• A02 - Wissensbasierte Leberchirurgie (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Maier-Hein, Lena ;  Mehrabi, Arianeb )
• B01 - Wissensbasierte rekonstruktive Mitralklappenchirurgie (Teilprojektleiter De Simone, Ph.D., Raffaele ;  Wolf, Ivo )
• C01 - Adaptive Photonentherapie in der Behandlung von Lungen- und Lebertumoren (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bendl, Rolf ;  Combs, Stephanie ;  Jäkel, Oliver ;  Oelfke, Uwe ;  Sterzing, Florian )
• C02 - Biologisch und zeitlich adaptive Therapie des Pankreaskarzinoms mit Schwerionen (Teilprojektleiter Bendl, Rolf ;  Debus, Jürgen ;  Jäkel, Oliver ;  Oelfke, Uwe )
• I01 - Wissensmodellierung, Interpretation und Lernen (Teilprojektleiter Asfour, Tamim ;  Dillmann, Rüdiger ;  Sure-Vetter, York )
• I02 - Wissensbasierte Segmentierung (Teilprojektleiter Maier-Hein, Klaus )
• I03 - Funktionelle Modellierung und numerische Simulation (Teilprojektleiter Heuveline, Vincent )
• I04 - Wissensbasierte multispektrale Gewebecharakterisierung (Teilprojektleiter Maier-Hein, Klaus )
• I05 - Kognitive Chirurgierobotik (Teilprojektleiter Müller-Stich, Beat Peter ;  Wörn, Heinz )
• R01 - MR-Fingerprinting des Abdomens (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hackert, Thilo ;  Klauß, Miriam ;  Laun, Frederik B. )
• R02 - Funktionelle Dual-Energy CT-Bildgebung abdomineller Organe (Teilprojektleiter Hackert, Thilo ;  Kauczor, Hans-Ulrich ;  Stiller, Wolfram )
• R03 - 4D-Bildgebung von Blutfluss und Bewegung (Teilprojektleiter Beller, Carsten ;  Müller-Eschner, Matthias ;  Rengier, Fabian ;  von Tengg-Kobligk, Hendrik )
• S01 - Software-Infrastruktur (Teilprojektleiter Nolden, Marco )
• Z01 - Zentrale Koordination (Teilprojektleiter Büchler, Markus W. )

• Antragstellende Institution: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• Mitantragstellende Institution: Karlsruher Institut für Technologie
• Beteiligte Institution: Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
• Sprecher: Professor Dr. Markus W. Büchler