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Daniela Welling | Leiterin Unternehmenskommunikation
Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD
Fraunhoferstraße 5 | 64283 Darmstadt
Telefon +49 6151 155-146 | [email protected] | www.igd.fraunhofer.de
PRESSEINFORMATION
7. Juni 2018 || Seite 1 | 4
FRAUNHOFER- INSTITUT FÜR GRAPHISCHE DATENVERARBEITUNG IGD
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CEBIT: Künstliche Intelligenz in der Gesundheit
Die Medizin ist im Wandel: Weg vom allgemeinen Behandlungsweg,
hin zur individuellen Therapie. Künstliche Intelligenz in Verbindung
mit den Technologien des Visual Computing bieten hier gänzlich neue
Möglichkeiten. Forscher des Fraunhofer IGD stellen auf der CEBIT vom
11. bis 15. Juni 2018 in Hannover verschiedene Einsatzmöglichkeiten
rund um die Künstliche Intelligenz in der Medizin vor – und zwar ent-
lang der gesamten Behandlungskette (Halle 27, Stand E78).
(Darmstadt/ Rostock) Menschen sind verschieden. Diesem Punkt will auch die Medizin
der Zukunft Rechnung tragen und jeden Patienten nach der für ihn individuell optima-
len Strategie behandeln. Grundlage hierzu sind große Datenmengen aus unterschiedli-
chen Datenquellen. Um die Datenberge zu analysieren und auszuwerten, setzt man zu-
nehmend auf intelligente Systeme. Doch wie kann der Mensch die Daten, die durch die
künstliche Intelligenz erzeugt und aufbereitet werden, richtig nutzen? Visual-Compu-
ting-Technologien sind dazu ein wesentlicher Ansatz. Im Fraunhofer-Institut für Graphi-
sche Datenverarbeitung IGD setzen Forscherinnen und Forscher seit Jahren Methoden
und Verfahren des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz ein, um Vital-
und Gesundheitsdaten sowie krankheitsbezogene Patientendaten zu analysieren und zu
bewerten und entwickeln Technologien entlang der gesamten Behandlungskette.
KI für die Diagnose
Künstliche Intelligenz kann bereits zu Beginn der Diagnose vieles leisten. Sprich: Wenn
der Patient den Arzt aufsucht. Nun gilt es zunächst einmal, die Ursache der Beschwer-
den zu ermitteln und zu diagnostizieren – es geht darum Gestalt, Lage und Struktur von
Körperteilen, Organen, Gewebe oder Zellen in medizinischen Bilddaten zu erkennen
und zu markieren. Handelt es sich um dreidimensionale Bilddaten wie MRT oder CT, ist
das ein aufwändiges Unterfangen, welches manuell kaum noch zu meistern ist. Die
Wissenschaftler des Fraunhofer IGD haben daher entsprechende Machine-Learning-Ver-
fahren entwickelt: Diese können anatomische Strukturen in Bilddaten simultan, voll-
ständig und automatisch segmentieren und die Ergebnisse anschaulich darstellen, um
bei der Diagnose zu unterstützen.
KI in der Analyse: Effektiv aus Patienten- und Behandlungsdaten lernen
Ist dieser Schritt getan, vergleicht der Arzt die Befunde des Patienten mit denen ande-
ren Menschen. Möchte er große Mengen an Patientendaten analysieren und damit die
Daniela Welling | Leiterin Unternehmenskommunikation
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Aussage belastbarer machen, bildet er dafür Kohorten – also Patientengruppen, die re-
levante Gemeinsamkeiten aufweisen. Doch hält die gebildete Kohorte, was sie ver-
spricht? Oder könnte sie noch verfeinert werden? Diese Fragen lassen sich über indivi-
duell angepasste visuelle Analysewerkzeuge aus dem Fraunhofer IGD beantworten:
Diese visualisieren die Attribute, analysieren sie detailliert und liefern dem behandeln-
den Arzt wichtige Erkenntnisse für die Behandlung des Patienten.
Augmented Reality während der Operation
Das Wissen aus der vorangegangenen Bild- und Datenanalyse vereinfacht die Festset-
zung einer geeigneten Behandlung, bei der ebenfalls Visual Computing Technologien
des Fraunhofer IGD zum Einsatz kommen. Im OP müssen Ärzte viel Geschick beweisen,
da sie die genaue Lage von Organen, Blutgefäßen und erkranktem Gewebe während
eines Eingriffs oft nur abschätzen können. Die Integration eines Augmented-Reality-Sys-
tems schafft hier Abhilfe und unterstützt den Arzt mithilfe von visuellen Markierungen
während der Operation. Dabei wird die Position des Organs über eine AR-Brille virtuell
eingeblendet.
KI in der Nachsorge: Anomalien in Vitaldaten erkennen
Nach der Operation wird der Patient weiter betreut – und zwar anhand seiner Vitalda-
ten. Wie steht es beispielsweise um die Schlafqualität und das Stressniveau des Patien-
ten? Treten Anomalien wie Schlaf-Apnoen oder Bewusstlosigkeit auf? Dies lässt sich
durch eine Analyse der Vitalparameter feststellen, beispielsweise Herzfrequenz, Herzra-
tenvariabilität oder Atemfrequenz. Eine Lösung aus dem Fraunhofer IGD erfasst die Da-
ten umfangreich, bewertet sie kontinuierlich und erkennt Anomalien zügig. Multiple
Sensorik und situationsabhängige Algorithmik erhöhen die Robustheit der Erkennung.
Die Daten unterstützen die Betreuung zu Hause, können aber auch in einen ebenfalls
vom Fraunhofer IGD entwickelten visuellen Leitstand für das Krankenhauspersonal ein-
gepflegt werden und somit die zentrale Beobachtung des Patienten gewährleisten.
Fraunhofer IGD und die personalisierte Medizin
Individuelle Gesundheit ist seit 2016 ein zentrales Strategiethema des Fraunhofer IGD.
Kernpunkt der Forschung ist der Übergang von klassischer zu personalisierter Medizin.
Dabei verbinden die Forscher bildgebende Verfahren mit datengetriebenen Ansätzen in
der Medizin.
Auf der Messe CEBIT werden die Visual-Computing-Lösungen des Fraunhofer IGD aus-
gestellt, umfassen dabei die gesamte Behandlungskette: Von der Diagnose über die
Therapie bis hin zur Nachsorge.
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Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD
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Weiterführende Informationen:
https://fh-igd.de/cebit
Bild (M): Künstliche Intelligenz in Verbindung mit den Technologien des Visual Computing: Auf der CEBIT
stellt das Fraunhofer IGD Visual-Computing-Lösungen aus, welche die gesamte Behandlungskette umfassen:
Von der Diagnose über die Therapie bis hin zur Nachsorge.
(Nutzungsrechte: violetkaipa–Fotolia, Trivisio, Fraunhofer IGD)
Daniela Welling | Leiterin Unternehmenskommunikation
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Institutsprofil
Das vor 30 Jahren gegründete Fraunhofer IGD ist heute die international
führende Einrichtung für angewandte Forschung im Visual Computing. Vi-
sual Computing ist bild- und modellbasierte Informatik. Vereinfacht gesagt,
beschreibt es die Fähigkeit, Informationen in Bilder zu verwandeln (Compu-
tergraphik) und aus Bildern Informationen zu gewinnen (Computer Vision).
Die Anwendungsmöglichkeiten hieraus sind vielfältig und werden unter an-
derem bei der Mensch-Maschine-Interaktion, der interaktiven Simulation
und der Modellbildung eingesetzt.
Unsere Forscher an den Standorten in Darmstadt, Rostock, Graz und Singa-
pur entwickeln neue technische Lösungen und Prototypen bis hin zur Pro-
duktreife. In Zusammenarbeit mit unseren Partnern entstehen dabei An-
wendungslösungen, die direkt auf die Wünsche des Kunden zugeschnitten
sind.
Unsere Ansätze erleichtern die Arbeit mit Computern und werden effizient
in der Industrie, im Alltagsleben und im Gesundheitswesen eingesetzt.
Schwerpunkte unserer Forschung sind die Unterstützung des Menschen in
der Industrie 4.0, die Entwicklung von Schlüsseltechnologien für die „Smart
City“ und die Nutzung von digitalen Lösungen im Bereich der „personali-
sierten Medizin“.
Durch angewandte Forschung unterstützen wir die strategische Entwick-
lung von Industrie und Wirtschaft. Insbesondere kleine und mittelständi-
sche Unternehmen sowie Dienstleistungszentren können davon profitieren
und mit Hilfe unserer Spitzentechnologien am Markt erfolgreich sein.
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