Künstliche Intelligenz soll Hirntumordiagnostik und -behandlung verbessern

Gemeinsam mit einem Software-Unternehmen wollen Forscher der Med Uni Graz die Diagnostik und Behandlung von Hirntumoren durch Künstliche Intelligenz verbessern.

Ein Hirntumor stellt für Patienten eine erhebliche physische und psychische Belastung dar und zieht ein breites Spektrum an diagnostischen und therapeutischen Maßnahmen nach sich. Die wichtigste Therapieform ist die Operation, wobei sowohl die Lage des Tumors als auch die umliegenden Hirnregionen berücksichtigt werden müssen, um ein optimales Behandlungsergebnis zu erzielen. Denn das Ziel ist eine größtmögliche Entfernung des Tumorgewebes bei gleichzeitiger Erhaltung der essenziellen neurologischen Funktionen. Hier setzt das von RISC Software GmbH koordinierte Projekt nARvibrain an, bei dem Forscher der Med Uni Graz das medizinische Know-how einbringen. Ziel ist die Entwicklung eines digitalen Assistenzsystems für die Diagnose und Behandlung von Hirntumorpatienten.

Augmented Reality soll Hirntumordiagnostik und -behandlung verbessern

Dazu macht sich das Projekt nARvibrain (Langtitel: Augmented Reality supported Functional Brain Mapping for Navigated Surgery Preparation and Education) die erweiterte Realität (englisch: Augmented Reality) zunutze. Mittels computergestützter Technologie soll das analoge Wissen mit digitalen Aspekten verschmelzen und dabei vor allem im Bereich der Medizin wichtige Vorteile bringen. Der Eckpfeiler ist die Entwicklung einer ganzheitlichen digitalen Darstellung eines Patienten. Dieses digitale Patientenmodell repräsentiert alle relevanten strukturellen und funktionellen Bilddaten, Testergebnisse und Simulationsergebnisse. Es wird eine semi-automatische, KI-gestützte Bildverarbeitungspipeline entwickelt, die medizinische Bilddaten in maßgeschneiderten Input für Augmented-Reality-Rendering-, Simulations- und Prognosepakete umwandelt. Davon sollen sowohl Mediziner in ihrer täglichen klinischen Praxis als auch Studierende im Rahmen ihrer medizinischen Ausbildung und nicht zuletzt die Patienten profitieren.

Unterstützung für Mediziner und Beitrag für medizinische Ausbildung

„Im Rahmen des Forschungsprojekts wird das moderne Neuronavigationssystem Cortexplorer des Projektpartners cortEXplore GmbH erweitert, sodass neben einer präzisen Positionsbestimmung der Stimulationsinstrumente auch quantitative Aufzeichnungen der Verhaltensreaktionen ermöglicht werden. Insgesamt können dadurch sämtliche Testungen vor dem chirurgischen Eingriff präziser und schneller durchgeführt und so die Behandlungsergebnisse und Patientensicherheit erhöht werden“, beschreibt Isabell Ganitzer von RISC Software GmbH eine wesentliche Zielsetzung.

„Die interaktive 3D-Visualisierung der Bilddaten soll Medizinern dabei unterstützen, Patienten komplexe Informationen über den Krankheitszustand und den geplanten Behandlungsablauf anschaulicher zu erklären. Damit soll das Verständnis für die eigene Erkrankung und den bevorstehenden Eingriff gestärkt werden“, fügt der hauptverantwortliche Projektpartner seitens der Med Uni Graz Gernot Reishofer von der Universitätsklinik für Radiologie hinzu. „Letztendlich soll die neue Technologie aber auch zur Erhöhung der Qualität in der medizinischen Ausbildung beitragen, da innovative Lehrmaterialien für die Neuroanatomie entwickelt werden“, ergänzt Kariem Mahdy Ali von der Universitätsklinik für Neurochirurgie, Med Uni Graz, der das Projekt ebenfalls begleitet. Durch Bildmessung erfasste menschliche Gehirne, die virtuell mit Tumor- und Traktographie-Bilddaten überlagert werden, stellen die Basis für eine Gamification-basierte Lehr- und Lernplattform dar, die das studentische Wissen stärken soll.