KI-Forschung & Datenaustausch 5G im OP

In einer Zeit des Fachkräftemangels und wirtschaftlicher Herausforderungen könnten bald hybride Hightech-Operationssäle in Deutschland und Frankreich Realität werden. Mit KI, mobilen Roboterplattformen und der Echtzeit-Datenübertragung via 5G soll die Chirurgie sicherer, kostengünstiger und effizienter werden, indem z. B. Patienten aus der Ferne behandelt werden.

Bald schon könnte es hybride Hightech-Operationssäle in Deutschland und in Frankreich geben: Das Projekt „5G-OR“ hat Ingenieure, Unternehmer, Chirurgen und Anästhesisten aus Mannheim, Berlin und Straßburg zusammengebracht, gemeinsam arbeiteten sie an der Entwicklung von drei Hightech-Hybrid-Operationssälen mit intraoperativen Bildgebungssystemen. Der Plan: In Zukunft sollen Krankenhäuser ein eigenes 5G Netz-betreiben, Verbindungen mit geringer Latenz gewährleisten und während des Betriebs kontinuierlich Daten austauschen.

In einigen Jahren könnte die Chirurgie in der Lage sein, Patienten aus der Ferne zu operieren – mithilfe eines Roboters mit haptischem Feedback. „Die Hauptziele des Teams sind es, die Komplikationsrate bei medizinischen Eingriffen zu senken und die Arbeitsabläufe im OP zu rationalisieren. Medizinische Fehler passieren auch heute noch bei etwa acht bis zwölf Prozent aller Krankenhausaufenthalte“, erklärte Johannes Horsch, Projektleiter in der Gesundheitstechnologieforschung am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) am Standort Mannheim. „Die Einführung der 5G-Technologie ermöglicht eine sichere, flexible und zuverlässige drahtlose Kommunikation und den Austausch von Daten über eine leistungsfähige Datenpipeline. Dieses Maß an Konnektivität reduziert Fehler und steigert die Effizienz.“ Außerdem wird KI eingesetzt, um Daten während der Operation effektiver zu analysieren und die Robotik in der Medizin zu unterstützen.

Diese Lösung könnte außerdem ein wirksames Mittel zur Bewältigung der künftigen Herausforderungen im Bereich des Fachkräftemangels sowie der wirtschaftlichen Lage von Krankenhäusern darstellen. Die Roland-Berger-Umfrage zur Krankenhausstudie 2024 „Ohne Fusionen keine Zukunft“ zeigte bereits, dass sieben von zehn Krankenhäusern in Deutschland im vergangenen Jahr Verluste verzeichneten. Insbesondere die Chirurgie soll von dieser Entwicklung profitieren, indem sie kostengünstiger, sicherer und effizienter wird.

Horsch verwies ebenso auf den wirtschaftlichen Druck. So seien Krankenhäuser dazu gezwungen, effiziente neue Infrastrukturen und Prozesse aufzubauen und gleichzeitig neue Wege zu finden. Technologie werde deshalb dazu genutzt, um sich zu vernetzen und Daten auszutauschen. „Die Verarbeitung großer Mengen multimodaler Datensätze in Echtzeit wird das Patientenmonitoring und damit die Therapie im klinischen Umfeld und insbesondere im Operationssaal während der Narkose revolutionieren. 5G-OR ist die Basis dafür“, sagte auch Prof. Sascha Treskatsch, Leiter der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin der Charité, Campus Benjamin Franklin.

Campusnetzwerke

An Private-5G führt auch im Krankenhaus kein Weg vorbei

Vier KI-Anwendungen

• KI-gestützte Überwachung der Vitalparameter: Ein intelligentes Pflaster für Patienten sorgt dafür, dass Vitalparameter durch Sensoren im Patch erkannt, an eine Plattform übermittelt und dort mithilfe von KI analysiert werden. Eine Datenverarbeitung in Echtzeit ermöglicht ein frühzeitiges Erkennen von Komplikationen.

• KI-gestützte Analyse von chirurgischen Daten: Während der Operation analysiert KI beispielsweise endoskopische Bilder, Videosequenzen und Daten von chirurgischen Instrumenten und Prozessen. Auf diese Weise wird der Fortschritt der Operation ermittelt sowie potenzielle Anomalien oder Risiken identifiziert.

• Robotergestützte Telechirurgie: In modernen Operationssälen können Chirurgen Patienten aus der Ferne operieren, unterstützt von Robotern mit haptischem Feedback. Mit 5G werden große Datenmengen in Echtzeit übertragen. Das ist besonders in Notfällen hilfreich, z. B. wenn keine Fachkräfte vor Ort sind. Das System kann außerhalb des OPs eingesetzt werden, um medizinisches Personal vor Risiken wie Röntgenstrahlung oder Infektionen zu schützen.

• Mobile Roboterunterstützung im Operationssaal: Ein mobiler Roboter transportiert medizinische Hilfsgüter und Instrumente und entlastet das Krankenhauspersonal, indem er logistische Aufgaben übernimmt. Auch hier gewährleisten Echtzeit-Daten in campusweiten 5G-Netzen ein sicheres, präzises, flexibles und zuverlässiges Arbeiten im OP-Saal.

Das gerade abgeschlossene Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Beteiligt waren neben dem Fraunhofer IPA auch das Institut Hospitalo-Universitaire (IHU) in Straßburg, die Charité – Universitätsmedizin Berlin, die Hochschule Reutlingen und andere deutsch-französische Institutionen und Unternehmen. Diese Zusammenarbeit zwischen Deutschland und Frankreich soll zum grenzüberschreitenden Datenaustausch, zum internationalen Konsens über KI-Einsatz in OP-Sälen und zum europäischen Fortschritt in der Chirurgie wie auch in der Patientensicherheit beitragen.

VDE auf der Medtec Live 2024

Was bedeutet 6G für die Medizintechnik?

Schleswig-Holstein

KI-basierter „Digitaler Superzwilling“ für die roboterassistierte Chirurgie

(ID:50266064)