Heel dichtbij de mens

In het project ANIMMED wordt een leidingdraad van een katheter met behulp van AI door een vasculair fantoom geschoven. © Fraunhofer IPA/Foto: Vanessa Stachel

Uit de voormalige «Projektgroep voor Automatisering in de Geneeskunde en Biotechnologie (PAMB)» is na tien jaar «Klinische Gezondheidstechnologieën» van het Fraunhofer IPA, Mannheim, geworden. De naamswijziging drukt uit hoe de focus van het 20-koppige interdisciplinaire team van onderzoekers in deze tijd is verschoven: weg van puur laboratoriumautomatisering naar een zeer nauwe samenwerking met artsen en artsen direct in het ziekenhuis.

Met de oprichting van de toenmalige IPA-projectgroep in Mannheim moest deze gevestigde locatie voor medische technologie worden versterkt door de aanwezigheid van het Fraunhofer-instituut. Aanvankelijk ging het vooral om werktuigbouwkunde, bioprocesstechnologie en robotica. »We ontwerpen nog steeds apparaten, maar we richten ons nu veel sterker op de eisen van de klinische praktijk«, legt de natuurkundige Dr.-Ing. Jens Langejürgen uit, die sinds vijf jaar bij het IPA werkt en de afdeling sinds juli 2021 leidt.

Test-OK met 5G-uitrusting

In het ziekenhuis zijn voor de toekomst vooral netwerken en digitalisering belangrijk. De eisen kunnen onder laboratoriumomstandigheden slechts beperkt worden nagebootst. »Het gaat om veel eigenschappen en subprocessen die alleen efficiënt kunnen worden gerealiseerd als we heel dicht bij de toepassing staan«, aldus Dr. Langejürgen. De afdeling bevindt zich midden in het Universitair Klinisch Centrum Mannheim. Tot de uitrusting behoort onder andere een eigen hybride operatiekamer met 5G-uitrusting, die uitsluitend voor onderzoek en ontwikkeling wordt gebruikt. Als onderdeel van de onderzoekscampus M²OLIE werkt de afdeling samen met medisch specialisten en bedrijven aan een nieuwe infrastructuur voor innovatieve, snellere tumortherapieën.

Veelvuldige patenten

In de loop der jaren zijn er 29 octrooiaanvragen ingediend, waarvan er 18 al zijn verleend. De ontwikkelingen zijn divers. Hydraulische chirurgische instrumenten behoren net zo tot de ontwikkelingen als 3D-geprinte robots voor de operatie en navigatiehulpmiddelen bij biopsieën. Een steriel maalwerk haalt levende individuele cellen uit tumorbiopten als uitgangspunt voor een gepersonaliseerde therapie. Of een mens zelfstandig kan ademen, wordt herkend door contactloze sensortechnologie, die vooral bij premature baby's op beademingsapparaten levensbepalend kan zijn.

Licenties en spin-offs

Naast onderzoek houdt de IPA-afdeling altijd ook rekening met mogelijke commercialisering, want uiteindelijk moeten ontwikkelingen ten goede komen aan de mens. Dit gebeurt naast licentieovereenkomsten ook via spin-offs van medewerkers. Verschillende bedrijven zijn al uit de afdeling voortgekomen. Vibrosonic bouwt hoortoestellen die als «contactlens voor het oor» het geluid versterken op het trommelvlies. Thericon maakt met multispectrale beeldvorming zichtbaar maken van verschillende weefseltypen bij tumortherapie. Fast Forward Discoveries splitst voor gepersonaliseerde geneeskunde weefselmonsters in individuele cellen. Verdere spin-offs worden voorbereid.

Digitalisering en automatisering

Op het gebied van «digitalisering» liggen de eisen en de werkelijkheid in de kliniek soms nog ver uit elkaar. Hypermoderne apparaten aan de ene kant leveren enorme hoeveelheden data. Aan de andere kant moeten arts en artsen nog steeds informatie uit een overvloed aan notities verzamelen. Deze gegevens blijven onbenut voor snelle beslissingen of het optimaliseren van behandelingen door achterliggende onderzoek, omdat de bijbehorende interfaces ontbreken. Het doel is hier om alle relevante informatie gelijktijdig in een elektronisch systeem beschikbaar te stellen.

Een actueel project is TEDIAS, dat al bij de opname van de patiënt begint en routinematige werkzaamheden overneemt. Het geautomatiseerde systeem moet vanaf het begin structuur brengen in de gegevens en meer tijd creëren voor de daadwerkelijke interactie tussen arts en patiënt. Ook het project ANIMMED analyseert datasets met methoden van kunstmatige intelligentie. Onderzoeken naar het verhogen van de efficiëntie van digitale processen en het nut van technologische ontwikkelingen moeten vooral kleine en middelgrote bedrijven helpen om hun technologieën al in een vroeg stadium onder reële omstandigheden te beoordelen en aan te passen.

Snelle hulp in noodgevallen

Uit de afdeling Klinische Gezondheidstechnologieën komt niet alleen hightech. Bij de Virus Fighter Handbook, een eenvoudige app voor het bedienen van beademingsapparaten tijdens de pandemie, en een kosteneffectieve infusieset voor Oeganda, die helpt bij het voorkomen van verkeerde doseringen, stonden humanitaire ondersteuning en solidariteit centraal.