Moderne Medizin und IT gehen Hand in Hand. Das zeigt der Studiengang Medizinische Informatik, den die Hochschule Heilbronn in
Kooperation mit der Universität Heidelberg anbietet. Professoren und Doktoranden stellen drei ihrer Forschungsprojekte vor.
Nicht erst seit der Corona-Pandemie sind Medizin und Gesundheit wichtige Themen. Professoren, Dozenten und Studenten der Hochschule Heilbronn und der Universität Heidelberg arbeiten gemeinsam daran, mit Hilfe moderner IT-
Technik, Software und Künstlicher Intelligenz (KI) die medizinische Forschung und das Wissen um Behandlungsmöglichkeiten voranzutreiben.
Wer steckt eigentlich hinter den Angeboten zu gesundheitsbezogenen Informationen im Internet? Und wie wichtig sind diese Anbieter innerhalb des Gesundheitswebs? Diesen Fragen sind Professor Daniel Pfeifer, Leiter des Studiengangs Medizinische Informatik in Heilbronn, und sein Doktorand Richard Zowalla nachgegangen. Vom 27. Mai 2019 bis zum 31. Mai 2021 haben sie mithilfe eines fokussierten Web-Crawlers die URLs und Textinhalte von 14,2 Millionen gesundheitsrelevanten deutschsprachigen Webseiten gesammelt und identifiziert. „Während der Web-Crawler von Seite zu Seite springt, werden Verlinkungen zwischen gesundheitsrelevanten Internetseiten gespeichert“, erklärt Richard Zowalla. „So entsteht ein Web-Graph, mit dessen Hilfe die Wichtigkeit einer Webseite bestimmt werden kann.“ Das Robert-Koch-Institut belegt beispielsweise demzufolge in Deutschland den vierten Platz.
Roboter und VR
Kernstück der Software ist ein KI-System, das mit Hilfe einer sogenannten „Support Vector Machine“ entscheiden kann, ob eine Webseite gesundheitsrelevant ist. Hunderte Beispieltexte mit Einschätzungen von medizinischen Experten und Laien gingen in die Entwicklung des Verfahrens ein. Das Projekt entstand Ende 2015 als Masterarbeit, inzwischen wird es als Promotionsprojekt von Pfeifer und Thomas Wetter, Professor an der Universität Heidelberg, betreut.
Peter Seitz, M. Sc., und seine Kollegen beschäftigen sich mit dem Thema Strahlentherapie: Während der Bestrahlung soll ein Tumor mittels Ultraschallbild verfolgt werden, der Ultraschallkopf wird durch einen Roboterarm am Patienten positioniert. Dieser kann die Atembewegungen des Patienten kompensieren und erlaubt so eine gleichbleibende Bildqualität. „Das Projekt versucht, neue Wege im Bereich der Mensch-Roboter-Interaktion zu finden und neue Methoden der Mustererkennung und der Künstlichen Intelligenz zu erforschen“, sagt Seitz. Mittlerweile ist das Projekt an das deutsche Krebsforschungszentrum gewandert, das nun gemeinsam mit der Hochschule Heilbronn versucht, das System reif für einen klinischen Einsatz zu bekommen.
Professor Gerrit Meixner forscht mit seinen Kollegen an der Verbesserung der Behandlung von Skoliose, einer Form der Wirbelsäulenverkrümmung. In diesem Projekt wurde die Plattform „ARScoliosis“ zur Diagnose, Visualisierung und Dokumentation des Wirbelsäulenzustands in Echtzeit entwickelt. „So entsteht ein skalierbares 3D-Modell der Wirbelsäule, das die Überwachung der Skoliose unterstützen kann“, erläutert Meixner. „Das Projekt ermöglicht die nicht-invasive Quantifizierung von Körperhaltung und Wirbelsäulendeformität.“ Es wird in studentischen Arbeiten und gemeinsam mit der ETH Zürich sowie der ULBS Sibiu an der Weiterentwicklung gearbeitet.
Autorin: Hannah Henrici