Medizinische Bildverarbeitung und Virtual Reality Techniken

FE&E-Kompetenzen:

  • Methoden- und Algorithmen-Entwicklung sowie hardware-optimierte Umsetzung von medizinischen Bildverarbeitungsverfahren
  • Entwicklung von Virtual Reality Systemen für Planung und Training med. Eingriffe
  • Weiterentwicklung und Umsetzung von state-of-the–art eHealth-Methoden für einen verbesserten und sicheren medizinischen Datenaustausch sowie die Unterstützung klinischer Forschung

Im Einzelnen:

  • Modell- und multi-altasbasierte Segmentierung von Bilddaten für die Identifizierung und Abgrenzung von relevanten medizinischen Objekten (Tumore, Organe, Gefäße etc.)
  • Genaue und schnelle Registrierung unterschiedlicher Bilddaten (zeitliche Bildfolge eines Patienten zur Bewegunsanalyse oder multimodale Bilddaten eines Patienten (CT, MRT, US etc. )  zur automatischen Zuordnung korrespondierende Bildstrukturen etc. 
  • Generierung individueller und populationsbasierter Organ- und Bewegungsmodelle auf der Basis von 3D- und 4D-Bidldaten
  • Visualisierung komplexer medizinischen Bilddaten und haptisch-visuelle 3D-Interaktion in virtuellen individualisierten Körpermodellen für die Diagnostik sowie die Planung und das Training von chirurgischen Eingriffen
  • Bildanalyse zur Quantifizierung von Bildinhalten (z.B. Volumen von Organen, Durchmesser, Länge der Berandung etc.) für genaue und zuverlässige Diagnosen, Interventionsplanungen und Verlaufskontrollen/-bewertungen
  • Entwicklung einer klinischen Forschungs-IT-Infrastruktur am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein und der Universität zu Lübeck
  • Entwicklung von Softwarelösungen für die strukturierte medizinische Dokumentation

FE&E-Leistungsprofil:

Entwicklung von Methoden, Algorithmen und Anwendungssystemen für die medizinische Bildverarbeitung und deren Nutzung in der Diagnostik und Therapie

  • Entwicklung problemoptimierter Lösungen und Systeme
  • Unterstützung bildbasierter klinischer Studien

Entwicklung von Methoden, Algorithmen und Anwendungssystemen für eHealth-Applikationen und deren Nutzung in der Medizin

  • Interoperable Gerätekommunikation für die sichere dynamische Vernetzung
  • Entwicklung von Softwarelösungen für die strukturierte medizinische Dokumentation
  • Unterstützung bei der Integration heterogener Patienten- und Gerätedaten
  • Unterstützung beim standardisierten Austausch von Patienten- und Gerätedaten in heterogenen Systemen

Entwicklung von VR-Techniken und VR-Systemen für das Planen und Training medizinischer Interventionen

  • Echtzeit-Simulation von Weichteildeformation bei haptisch-visueller 3D-Interaktion mit virtuellen Körpern
  • Modellierung und Echtzeit-Simulation biophysikalischer Prozesse für das realistische VR-Training und Planen chirurgischer Eingriffe bei virtuell atmenden Patienten

Leistungsversprechen:

  • Entwicklung kompletter Module samt klinischer Evaluation

Erfahrungen, Projektbeispiele:

  • Mammo3D, BMWi-Transferprojekt, Industriepartner: IMAGE Information Systems Europe Ltd. 
  • OR.NET, Sichere dynamische Vernetzung in Operationssaal und Klinik, BMBF-Projekt, Industriepartner: Mednovo Gmbh, Dräger AG u.a.
  • Patientenindividuelle 4D Virtual Reality Simulation von Punktionen und Radiofrequenz-Ablationen in atmungsbewegten virtuellen Körpermodellen, DFG-Projekt

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Heinz Handels
Institut für Medizinische Informatik

für IKP-Projekte:
Dr. Raimund Mildner
E-Mail:
Mobil: 0171 / 5309668

Forschungsprofil

Am Institut für Medizinische Informatik (IMI) der Universität zu Lübeck werden in interdisziplinären Arbeitsgruppen Methoden, Algorithmen und Softwaresysteme für die computergestützte Diagnostik und Therapie entwickelt und prototypisch umgesetzt. Methodisch sind die Arbeiten fokussiert auf die Bereiche der Medizinischen 3D- und 4D-Bildverarbeitung, der bildbasierten Virtual-Reality-Simulation sowie dem Bereich eHealth. In 4D-Bilddaten werden dynamische Prozesse wie atmungsbedingte Tumor- oder Organbewegungen quantitativ analysiert und für diagnostische und therapeutische Fragestellungen aufbereitet. Durch bildbasierte Virtual-Reality-Simulatoren können Operationen realitätsnah geplant und trainiert werden. Im Bereich eHealth werden heterogene Patienten- und Gerätedaten im Krankenhaus und medizinischen Versorgungsnetzen für die computergestützte Kommunikation und Entscheidungsunterstützung aufbereitet und analysiert.

Das IMI wird die methodischen Grundlagen zur Analyse komplexer 3D- und 4D-Bilddaten und Entwicklung realitätsnaher VR-Trainingssimulatoren sowie zur standardisierten Gerätekommunikation in Kooperation mit Kliniken und der Industrie weiterentwickeln. Zugleich wird die Überführung der entwickelten Methoden und Technologien in die Praxis sowie der Know-how-Transfer in die Wirtschaft zukünftig bedeutsamer werden, um einen verbreiteten Einsatz der entwickelten Methoden und Techniken zu ermöglichen. Der federführend durch das IMI konzipierte neue Studiengang Medizinische Informatik und die hier ausgebildeten MedizininformatikerInnen werden zudem dazu beitragen, die Vernetzung der Informatik mit der Medizin auszubauen und dem Fachkräftemangel in der lokalen Gesundheitswirtschaft und Medizintechnikfirmen entgegenzuwirken.