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Roboter im OP

Informatik für Lebenswissenschaften im Fokus der GI-Jahrestagung

Das Familientreffen der Computerwissenschaftler, die Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik, fand in dieser Woche in Lübeck statt. Die Veranstaltung stand unter dem Motto "Im Fokus des Lebens". Wissenschaftsjournalist Peter Welchering hat sich dort umgesehen.

Der Einsatz von Robotern im OP wird in den kommenden Jahren noch häufiger werden.  (JHU)
Der Einsatz von Robotern im OP wird in den kommenden Jahren noch häufiger werden. (JHU)

Manfred Kloiber: Thematischer Schwerpunkt waren Informatikanwendungen für die Lebenswissenschaften. Worum geht es da, Peter Welchering?

Peter Welchering: Im Wesentlichen haben drei Bereiche dieses Jahrestreffens in Lübeck, wenn man mal das Motto "Im Fokus des Lebens" sich ansieht, dominiert. Nämlich Computer und Robotik – Einsatz in der Medizin. Dann die Simulationssysteme in den Lebenswissenschaften und es ging weiterhin noch um ontologische Modelle für die Wissensverarbeitung in den Lebenswissenschaften. Hier vor allen Dingen Biologie und Medizin. Der Schwerpunkt eben in Richtung Lebenswissenschaften, der sorgte diesmal schon ganz klar dafür, dass sehr sehr stark über Querschnittsanwendungen diskutiert wurde.

Kloiber: Und um welche Querschnittsanwendungen handelt es sich da?

Welchering: Das kann man wahrscheinlich mit einem Beispiel verdeutlichen. Ein Chirurg etwa am Operationstisch, der ist auf Assistenzfunktionen angewiesen. Und ein Teil dieser Assistenzfunktionen kann prinzipiell und soll demnächst auch von Computern und Robotern übernommen werden. Doch damit das passieren kann, da muss zunächst einmal eine Art Assistenzmodell gebildet werden. Es muss also geklärt werden: In welchen Kontexten kann denn so ein Roboter oder kann eine bestimmte Informatikanwendung welche Funktion hier wahrnehmen. Und welche Funktionen müssen etwa mit welcher Priorität oder mit welchem Risikoeinsatz wahrgenommen werden? Das ist zunächst mal eine ganz klassische Aufgabe der Wissensverarbeitung. Daraus entsteht dann so eine Art lebensweltliches Modell. Aber die bloße Wissensverarbeitung reicht dabei eben auch noch nicht aus. Es kommen nämlich beispielsweise so ganz technische Probleme der Bildverarbeitung hinzu. Es kommt hinzu, dass man etwa Mustererkennung implementieren muss. Und so ein Assistenzmodell, das muss unter Umständen dann auch noch hardwaremäßig extra aufgesetzt werden, sodass dann beispielsweise wirklich ein Roboter mit eingesetzt werden kann. Hier sind also von den Entwicklern, die sich mit künstlicher Intelligenz etwa befassen, alle Leute beteiligt. Oder hier sind Informatiker beteiligt, die dann neben der künstlichen Intelligenz auch Datenbanker sein müssen. Oder die zumindest hinzuziehen müssen, eine Schnittstelle haben müssen zu denen. Es sind Bildverarbeiter beteiligt bis hin zu den Hardwareentwicklern. Also alle Informatikdisziplinen und das macht solch ein Projekt dann natürlich schon sehr, sehr spannend.

Kloiber: Sicherlich dem Standort oder dem Tagungsort Lübeck gezollt war medizinische Bildverarbeitung, auch ein weiteres hochaktuelles Thema. Was wurde da diskutiert?

Welchering: Da hat in Lübeck vor allen Dingen der sehr breite Anwendungsbereich schon ein wenig überrascht. Denn bisher ist ja die medizinische Bildverarbeitung nicht selten auf Tomographiedaten und auf die Verarbeitung von Röntgenbildern beschränkt worden. Der medizinische Alltag, das wurde in Lübeck ganz deutlich, der sieht inzwischen schon völlig anders aus. Mustererkennung kann etwa zur Früherkennung von Parkinson eingesetzt werden. Oder die Erkennung von Patientenbewegungen, die spielt eine immer größerer Rolle für die Vorsorge aber auch für die ganz klare Therapie. Und die Anbindung an beispielsweise Assistenzsysteme zur Diagnostik vor allen Dingen in der Tumorbehandlung, die ist in den vergangenen Jahren eben auch sehr wichtig geworden. Bildverarbeitung spielt weiterhin auch eine Rolle in der Entwicklung von Simulationssystemen. Und da wird dann der medizinische Bereich verlassen. Nämlich um etwa biochemische Systeme besser in ihrer Entwicklung verstehen zu können und um solche Entwicklungen eben auch mit größerer Geschwindigkeit und Genauigkeit prognostizieren zu können. Also genaue Vorhersagen machen zu können – wie entwickelt sich denn jetzt so ein biochemisches System innerhalb der nächsten Tage, Wochen, Monate? Da arbeiten Lebenswissenschaftler mit Simulationssystemen. Und mit diesen Simulationssystemen können dann auch verschiedene Entwicklungsszenarien aufgearbeitet werden. Und da ist zum besseren Verständnis Bildverarbeitung in zwei Hinsichten ganz wichtig. Zum einen, um grafische Daten von Laborergebnissen in den Simulationsprozess einbringen zu können und zum anderen, um das Ergebnis einer Simulation eben dann auch visualisieren zu können.

Kloiber: Auf der einen Seite geht es also um Informatik in der Klinik oder beim Arzt, auf der anderen Seite, zum Beispiel in der medizinischen oder in der biologischen Forschung. Welcher Aspekt überwiegt denn?

Welchering: Es sind beide Aspekte zunächst mal vom Tagungsprogramm her sehr, sehr gleichwertig gewesen. Dabei ist aber auch klar geworden: Telemedizin und Patientenberatung oder Überwachung per Handy, das waren ja so die ersten spektakulären Anwendungen, um die ist es jetzt schon sehr viel ruhiger geworden. Die weder auf der fachlichen noch auf der gesellschaftlichen Seite so intensiv mehr diskutiert. Aber diese Anwendungen sind kontinuierlich weiterentwickelt worden. Und Informatik als praktische Unterstützungsdisziplin, die ist eben heute aus Arztpraxen und Krankenhäusern gar nicht mehr wegzudenken. Hier ist die Anwendung sehr, sehr stark in den vergangenen fünf Jahren in die Breite gegangen, während in der Forschung neben klassischen Ansätzen, wie der Wissensverarbeitung vor allen Dingen eben Simulationssysteme unentbehrlich geworden sind. Der ökonomisch bedeutendere Bereich, also da, wo mehr Geld verdient wird, das ist sicherlich die Anwendung in Praxen und Krankenhäusern, weil da einfach die Nachfrage entsprechend hoch ist und man entsprechende Stückzahlen machen kann. Aber die Informatikindustrie tut gut daran und sie bekennt sich auch dazu, die Ansätze in der lebenswissenschaftlichen Forschung mit zu unterstützen, weil dort, wie etwa bei den biochemischen Simulationssystemen, ganz neue Perspektiven eröffnet werden.

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