Informationstechnik

FH-Forschung geht digital ans Herz

Mit der automatischen digitalen Vermessung von Herzklappen bei Operationen beschäftigt sich die Arbeitsgruppe Robotic Vision von Prof. Dr. Jörg Thiem in einem neuen Forschungsprojekt an der Fachhochschule Dortmund. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, neue Standards zu setzen.

Als wichtiges Ventil sorgt eine kleine Klappe im menschlichen Körper dafür, dass das Blut in die richtige Richtung fließt – nämlich von der linken Herzkammer in die größte Schlagader, die Aorta. Wenn diese Aortenklappe mit ihren drei halbmondförmigen Taschen aus hauchdünnem Gewebe nicht mehr funktioniert, ist eine Operation erforderlich und besondere chirurgische Expertise gefragt. Denn dann geht es um Millimeterarbeit am offenen Herzen.

Mit möglichst exakten Messdaten unterstützen soll die Mediziner*innen bei ihren Entscheidungen künftig IDA, die „Intraoperative Digitale Aortografie“. Für dieses Ziel ist am Fachbereich Informationstechnik der Fachhochschule Dortmund jetzt ein Projekt unter der Leitung von Prof. Dr. Jörg Thiem gestartet, das bis September 2025 läuft. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat für die Entwicklung von „Algorithmen zur automatischen Detektion von Merkmalen in Aortenklappen“ 441.180 Euro aus dem Förderprogramm „KMU-innovativ Medizintechnik“ bewilligt.

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Künstliche Intelligenz

„Um auf den Aortenklappen charakteristische, medizinisch relevante Messpunkte automatisch zu erfassen, erforschen wir Bild-Erkennungsmethoden, die auf Künstlicher Intelligenz basieren“, erläutert Jörg Thiem. Kooperationspartner ist die Klavant GmbH, ein Medizintechnik-Hersteller im ostwestfälischen Minden. Das Unternehmen entwickelt ein neues Verfahren, um die Aortenklappe während der Operation am geöffneten Brustkorb mit mehreren Kameras zu erfassen. Anhand dieser Aufnahmen, die sich dreidimensional darstellen lassen, wird das digitale Maßband des Dortmunder Forschungsteams dann direkt Live-Ergebnisse liefern.

„Das optische 3D-Messverfahren soll den Therapieerfolg in der Aortenklappen-Chirurgie signifikant steigern, wenn es etwa darum geht, Folgeoperationen zu vermeiden oder eine optimale Prothese auszuwählen und einzusetzen”, erklärt Michael Bogatzki, Geschäftsführer der Klavant GmbH.

„Bislang ist es vor allem von der Erfahrung und dem Augenmaß der Chirurg*innen abhängig, wie gut die Operationen gelingen“, so Projektleiter Jörg Thiem, zugleich Prorektor für Forschung und Transfer an der FH Dortmund. Zu seinem Forschungsteam gehören die beiden wissenschaftlichen Mitarbeiter Dominik Fromme und Tim Streckert sowie Matthis Hofmann als wissenschaftliche Hilfskraft. Sie werden gemeinsam mithilfe unterschiedlicher Aufnahmen von Herzklappen an der automatischen Bild-Erkennung arbeiten und sich auch mit medizinischem Fachpersonal beraten.