Forschungsfelder

Forschung

Der Fokus unserer interdisziplinären Forschung

Unsere Forschung verbindet biomedizinische Gerätetechnik mit medizinischen Informationssystemen, Technologien der Datenanalyse, medizinischen Kommunikationsprotokollen, digitalen Zwillingen und biomedizinischer Sensorik – für die nächste Generation intelligenter Lösungen im Gesundheitswesen. Im Mittelpunkt stehen adaptive Operationssäle, die sich dynamisch an die Bedürfnisse der Chirurginnen und Chirurgen anpassen, und Medizintechnik, die 5G-Infrastrukturen für eine leistungsfähige Kommunikation nutzt. Ziel sind effizientere klinische Abläufe und mehr Patientensicherheit durch intelligente, vernetzte Systeme.

Ein weiterer Schwerpunkt sind MRT-gestützte Verfahren, die minimal- und nichtinvasive Diagnose und Therapie ermöglichen. Die MRT bietet einen hervorragenden Weichgewebskontrast und kommt ohne jodhaltige Kontrastmittel und ionisierende Strahlung aus. Wir entwickeln MR-taugliche Instrumente, optimieren Abläufe bei eingeschränktem Zugang zu Patientinnen und Patienten und verbessern die Kommunikation in der MR-Umgebung. Außerdem erforschen wir fokussierten Ultraschall, minimalinvasive Katheterinterventionen und robotergestützte Eingriffe.

Mit modernster Medizintechnik und datengetriebenen Ansätzen wollen wir klinische Abläufe effizienter und die Versorgung sicherer machen.

Forschungsschwerpunkte

Computerassistierte bildgestützte Interventionen

Leitung: Prof. Dr. Andreas Melzer

Das ICCAS erforscht neue Technologien für computerassistierte, bildgestützte Verfahren. Das Thema führt die traditionelle Forschung des ICCAS zur computerassistierten Chirurgie folgerichtig weiter – hin zu weniger invasiven, bildgestützten Operationen und Interventionen.

- Bildgebende Technologien
- Biosignalverarbeitung
- Interdisziplinäre Robotik
- MR-Technologie

Modellbasierte Medizin und intelligenter Operationssaal

Leitung: Prof. Dr. Thomas Neumuth

Moderne Medizin ist ohne Technik nicht mehr denkbar: Medizin, Informationsmanagement und Medizintechnik wachsen immer stärker zusammen. Diese Entwicklung erfordert, klassische Medizingeräte mit Informations- und Kommunikationstechnik zu verbinden.

- Digitales Patientenmodell
- Klinische Workflows und integrierte Assistenzsysteme
- Medizinische Kommunikationssysteme
- Smart Clinical Assistance: Entscheidungsunterstützung
- Smart Clinical Assistance: Notfallmanagement

Projekt-Teams

Forschungsprojekte

  • 3MP-FUS Multimodales, multifunktionales, plattformübergreifendes fokussiertes Ultraschallsystem – Neuromodulation bei seltenen neuropsychiatrischen Erkrankungen

    MR-Technologie

    Multimodales, multifunktionales FUS-System für die transkranielle Neuromodulation bei seltenen neuropsychiatrischen Erkrankungen. 2025 wurde das neuronavigierte System mit Localite in den 1,5-T-MRT integriert (automatische Schichtführung entlang des Schallfelds) und an den 3-T-MRT des MPI CBS übertragen, wo eine Pilotstudie mit Probanden vorbereitet wird.

  • 6G-Health Ganzheitliche Entwicklung leistungsfähiger 6G-Vernetzung für verteilte medizintechnische Systeme

    Connected Health: Next-Generation Medical Networks

    Leistungsfähige 6G-Vernetzung für verteilte Medizintechnik: 2025 entstanden die Infrastruktur für das Tele-Neuromonitoring, ein Testbett mit drei Indoor-Ortungstechnologien und ein „Patientenzimmer der Zukunft“ auf der 6G-Konferenz in Berlin.

  • CERTAINTY Ein virtueller Zwilling der zellulären Immuntherapie für die personalisierte Krebsbehandlung

    Digitales Patientenmodell

    Virtueller Zwilling für die personalisierte Krebstherapie, vor allem beim Multiplen Myelom und der CAR-T-Zelltherapie; das ICCAS entwickelt Backend und Frontend des Zwillings.

  • CortexMap Entwicklung eines neuartigen navigierten Systems zur transkraniellen Magnetstimulation für die effiziente Planung und Auswertung neurochirurgischer Eingriffe und ihre optimale Einbindung in den chirurgischen Ablauf

    Biosignalverarbeitung

    Navigiertes System zur transkraniellen Magnetstimulation für die nichtinvasive Kartierung des motorischen Kortex bei Hirntumorpatientinnen und -patienten – mit Mehrkanal-EMG, automatischer Anpassung der Stimulationsintensität und Auswertung für die Operationsplanung.

  • DaDriv-StAC Digitale Plattform für datengetriebene Entscheidungsunterstützung in der Schlaganfall-Nachsorge

    Digitales Patientenmodell

    Digitale Plattform für datengetriebene Entscheidungsunterstützung in der Schlaganfall-Nachsorge: Ein virtueller Zwilling vergleicht den empfohlenen mit dem tatsächlichen Behandlungsverlauf über Sektorengrenzen hinweg.

  • EyeHearU Multimodale Erfassung, Simulation und audiovisuelle Unterstützung für das individuelle Training grundlegender laparoskopischer Fertigkeiten

    Biosignalverarbeitung

    Assistenzsystem, das multimodale Daten aus laparoskopischen Übungen erfasst und den Trainingsfortschritt vorhersagt; zwei Studien mit Studierenden wurden ausgewertet.

  • FaszioTrain Entwicklung eines sensorbasierten medizinischen Trainingsmodells für Fasziotomien

    Biosignalverarbeitung

    Sensorbasiertes Trainingsmodell für Fasziotomien am Unterschenkel, das Schwellung und Druck auf die Nervenbahnen realistisch nachbildet.

  • GenoMed4All

    Smart Clinical Assistance: Entscheidungsunterstützung

    EU-weites Netzwerk für den Austausch klinischer und Multi-Omics-Daten über Federated Learning bei hämatologischen Erkrankungen; das ICCAS trägt Datenintegration und Standardisierung mit HL7 FHIR bei.

  • Imaging Robotics Entwicklung eines integrierten Robotersystems für Eingriffe mit fokussiertem Ultraschall

    MR-Technologie

    Modulare Steuerungssoftware für Roboterarme (KUKA LBR iiwa/Med) in bildgestützten Eingriffen, vernetzt über IEEE 11073 SDC; ausgezeichnet mit dem Best-Design-Award des Hamlyn Symposium on Medical Robotics 2023.

  • KliNet5G Klinische Netze über 5G

    Connected Health: Next-Generation Medical Networks

    Sichere, standardbasierte 5G-Campusnetze (Open RAN) für Kliniken – mit Messkampagnen, SDC-Alarmen im Netzmanagement und Bewertung von Zuverlässigkeit, IT-Sicherheit und Wirtschaftlichkeit; Teil des BMWK-Programms CampusOS.

  • Klinische Relevanz von MSI und HSI Grundlagenstudien zur klinischen Relevanz der multi- und hyperspektralen Bildgebung – Auftragsforschung für KARL STORZ SE & Co. KG

    Bildgebende Technologien

    Grundlagenstudien zur klinischen Relevanz der multi- und hyperspektralen Bildgebung (Auftragsforschung für KARL STORZ SE & Co. KG). 2025 erschien die erste klinische Studie zur Nervenerkennung mit laparoskopischer HSI, eine Tierstudie zur Perfusionsbildgebung in Videorate begann; ein Patent wurde angemeldet, ein weiteres erteilt.

  • LENS (ScaDS.AI-Seedfunding) Learning Engine for Novel Survival-clustering (Seedfunding von ScaDS.AI)

    Smart Clinical Assistance: Entscheidungsunterstützung

    Learning Engine for Novel Survival-clustering: ein modellunabhängiges Verfahren, das prognostisch unterschiedliche Patientengruppen findet – erprobt an Daten zum Multiplen Myelom und an CT-Bildern beim nichtkleinzelligen Lungenkarzinom.

  • Medi.NET Intelligente digitale Plattform für eine orts- und zeitunabhängige Medizin der Zukunft

    Digitales Patientenmodell

    Intelligente digitale Plattform für eine orts- und zeitunabhängige Medizin: interoperable Infrastruktur auf Basis von IEEE 11073 SDC und HL7 FHIR, Demonstratoren und Testumgebungen sowie ein Partnernetzwerk von mehr als 80 Akteuren; koordiniert vom ICCAS.

  • MRgFUS Nichtinvasiver MR-gesteuerter fokussierter Ultraschall zur Behandlung von Uterusmyomen

    MR-Technologie

    Nichtinvasive Behandlung symptomatischer Myome der Gebärmutter mit MR-gesteuertem fokussiertem Ultraschall – mit Temperaturüberwachung in Echtzeit und sehr niedriger Komplikationsrate.

  • NeoTapi Entwicklung eines nichtinvasiven, berührungslosen Verfahrens zur Messung physiologischer Parameter für die Erkennung und Klassifikation von Frühgeborenen-Apnoe und Neugeborenensepsis

    Biosignalverarbeitung

    Kontaktlose Messung von Atmung, Herzfrequenz und Körpertemperatur zur Erkennung von Apnoen bei Frühgeborenen und neonataler Sepsis.

  • NFDI4DS NFDI für Data Science

    Digitales Patientenmodell

    Nationale Forschungsdateninfrastruktur für Data Science und KI; das ICCAS leitet die biomedizinischen Anwendungsfälle des Konsortiums.

  • QoE Entwicklung eines Systems für Quality of Experience im telemedizinischen Datenaustausch

    Connected Health: Next-Generation Medical Networks

    Quality of Experience im telemedizinischen Datenaustausch: Video, Vitaldaten und EKG werden je nach Netzqualität und Behandlungssituation in Echtzeit priorisiert – etwa im Rettungswagen.

  • ReaFBS Feedbacksystem zur Verringerung von Hirnschäden bei der Herz-Lungen-Wiederbelebung

    Biosignalverarbeitung

    Feedbacksystem, das während der Wiederbelebung den arteriellen Blutfluss per Doppler-Ultraschall misst – auch für Laien ohne zusätzliche Schulung; ein mobiles Gerät mit automatischer Gefäßsuche ist in Entwicklung.

  • RescEU EOS Emergency Medical Team Operating System

    Smart Clinical Assistance: Notfallmanagement

    Krankenhausinformationssystem für Feldlazarette: unterstützt die Behandlung von der Triage bis zur Entlassung, die Konfiguration von Abteilungen, Kennzahlen und Berichte (z. B. an Behörden oder die WHO).

  • SoKoRoMed Soft- und Kontinuumsrobotik für medizinische Anwendungen

    Interdisziplinäre Robotik

    Soft- und Kontinuumsrobotik für medizinische Anwendungen: Verfahren zur Herstellung patienten- und anwendungsspezifischer weicher Endeffektoren. Referenzanwendung ist ein aktuiertes Herzmodell als Trainingssystem für die kathetergestützte Aortenklappenimplantation (TAVI); erste 3D-gedruckte Herz- und Gefäßmodelle und ein Ultraschall-Prüfstand für Materialien wurden entwickelt und getestet.

  • SurgiTrace KI-gestütztes System zur Optimierung der OP-Planung und zur Erhöhung der perioperativen Sicherheit durch intelligente Nachverfolgung von Instrumenten und Implantaten

    Klinische Workflows und integrierte Assistenzsysteme

    KI-gestütztes System für die Operationsplanung: Ein intelligenter Implantatschrank gibt Endoprothesen automatisch aus, eine Tablet-App prüft Vollständigkeit, Typ und Größe – für mehr Effizienz und Patientensicherheit.

  • SUSTAINET-guarDian Nachhaltige Technologien für fortschrittliche, resiliente und energieeffiziente Netze – Werkzeuge für Automatisierung, Resilienz und digitale Innovation

    Connected Health: Next-Generation Medical Networks

    Sichere, resiliente und energieeffiziente Netze für das Gesundheitswesen mit KI-gestützter Netzüberwachung und Fehlererkennung; das ICCAS verantwortet den medizinischen Demonstrator.

  • Tele-KAI Aufbau eines virtuellen intensivmedizinischen Behandlungszentrums durch eine tele-intensivmedizinische Infrastruktur

    Smart Clinical Assistance: Notfallmanagement

    Tele-Intensivmedizin an der Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie des UKL: macht intensivmedizinische Expertise über Entfernungen verfügbar und ermöglicht gezielte, ressourcengerechte Verlegungen.

  • VOLTA Validierung modellbasierter Therapieentscheidungsunterstützung in der Hämatologie

    Smart Clinical Assistance: Entscheidungsunterstützung

    Validierung der modellbasierten Therapieentscheidungsunterstützung in der Hämatologie: Die seit 2020 mit der Hämatologie des UKL entwickelte Plattform KAIT für das Multiple Myelom wird erweitert, getestet und für den klinischen Alltag optimiert.

Abgeschlossene Projekte (1)
  • MIRACLE-5 bis 06/2025 Mixed-Reality-gestützte Fernassistenz und Kommunikation in lokalen 5G-Netzen

    Connected Health: Next-Generation Medical Networks

    XR-gestützte Telemedizin über 5G-Campusnetze – für geriatrische Assessments nach hüftgelenknahen Frakturen, HNO-Telekonsile, HNO-Lehre und medizinische Fernberatung. 2025 wurden ein offener 5G-Core installiert, Testnetze aufgebaut und die Szenarien mit der HNO-Klinik des UKL erprobt und mit WLAN verglichen.