Forschung

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Rasante Fortschritte in intelligenten chirurgischen Technologien, der Robotik und der datengetriebenen Medizin haben den modernen Operationssaal in eine hochgradig digitalisierte Umgebung transformiert. Heutige Operationssäle erzeugen kontinuierlich multimodale Daten, die von präoperativer Bildgebung und intraoperativen Videos bis hin zu Sensorströmen und robotischer Kinematik reichen. Die Integration und klinische Interpretation dieser heterogenen Quellen bleibt jedoch der zentrale Engpass auf dem Weg zu kontextbewusster, patientenspezifischer Versorgung.

Im interdisziplinären Rahmen der TCO schlagen wir eine Brücke zwischen KI, Informatik, Ingenieurwissenschaften und klinischer Chirurgie, um das entstehende Feld der Surgical Data Science voranzutreiben. Unsere Mission ist es, chirurgische Daten in KI-Systeme zu überführen, die Entscheidungsunterstützung, Fähigkeitsbewertung sowie autonome oder semi-autonome Ausführung in computer- und robotergestützten Eingriffen ermöglichen.

Unsere Forschung baut auf modernsten Methoden des maschinellen Lernens und der Computer Vision auf, insbesondere für die videobasierte Workflow-Analyse, kontextbewusste Szeneninterpretation sowie die Vorhersage chirurgischer Phasen und Instrumentennutzung. Wir entwickeln intraoperative Assistenzsysteme für Navigation und Visualisierung von Weichgewebe, die auf multimodaler Sensorfusion und deformierbarer Registrierung basieren. Im Bereich der geteilten Autonomie in der robotischen Chirurgie untersuchen wir Mensch-Maschine-Kollaboration, adaptive Regelung und Echtzeit-Feedbackmechanismen, um die Sicherheit und Effizienz chirurgischer Eingriffe zu erhöhen. Ergänzend dazu erforschen wir synthetische Datengenerierung, Simulationsumgebungen und translationsorientierte Proof-of-Concept-Studien (POC), um unsere Algorithmen unter realistischen klinischen Bedingungen zu validieren.

Gemeinsam tragen diese Ansätze zur langfristigen Vision eines KI-unterstützten, datengetriebenen Operationssaals bei, in dem menschliche Expertise und rechnergestützte Intelligenz zusammenwirken, um chirurgische Ergebnisse zu verbessern. Organisiert in zwei synergetischen Forschungsgruppen decken wir den gesamten perioperativen Prozess ab – von der präoperativen Patientendatenanalyse über intraoperative Unterstützung bis hin zur postoperativen Auswertung.