Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD aus Darmstadt auf der MEDICA 2017 in Düsseldorf -- MEDICA Messe
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MEDICA 2017 Hallenplan (Halle 10): Stand G05

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MEDICA 2017 Geländeplan: Halle 10

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  • 06  Informationstechnik und Kommunikationstechnik
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eHealth, Telemedizin / Telematik / Telemetrie

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Medizinische Informationssysteme / Software

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Software für Bildverarbeitung und Bildarchivierung, Imaging, OCR, DTP, RIS, PACS

Unsere Produkte

Produktkategorie: Software für Bildverarbeitung und Bildarchivierung, Imaging, OCR, DTP, RIS, PACS

3D-ARILE: Augmented Reality im OP

Ärzte haben oft das Problem, die genaue Lage von mit Krebs befallenen Lymphknoten zu bestimmen. 3D-ARILE dient Ärzten dafür als Navigationshilfe: es ist ein Augmented-Reality-System für die Lymphknotenentfernung bei Krebspatienten und unterstützt Ärzte mithilfe von visuellen Markierungen während der Operation bei der Lokalisierung. Um den zu entfernenden Lymphknoten vorab sichtbar zu machen, spritzen die Ärzte dem Patienten einen Infrarot-Farbstoff, der sich im befallenen Lymphknoten anreichert. Dieser wird über Infrarot-Kameras erfasst und in 3D rekonstruiert.  Die Position des Lymphknotens wird letztlich über eine AR-Brille virtuell eingeblendet.

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Produktkategorie: Software für Bildverarbeitung und Bildarchivierung, Imaging, OCR, DTP, RIS, PACS

Interaktive Stratifikation: Aus Behandlungsdaten effektiv lernen

Ärzte sammeln im Behandlungsalltag viele Daten. Aber wie können sie effektiver als bisher daraus lernen? Die interaktiven Technologien des Fraunhofer IGD nutzen Krankheitsverläufe sowie Patienten- und Behandlungsdaten für eine umfassendere Analyse und Kohortenbildung. Neben Anwendungen im Bereich Prostatakrebs und Brustkrebs wird in der Technologie VA4Radiomics auch die automatische Bildanalyse von radiologischen Untersuchungen einbezogen und mit den Patientendaten verknüpft. Künftig soll somit vorhergesagt werden können, mit welcher Behandlungsform sich das individuelle Krebsleiden eines Patienten am besten bekämpfen lässt.

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Produktkategorie: Krankenhausinformationssysteme / KIS

Health@Hand: Patientendaten auf einen Blick

Patientendaten zusammenzutragen ist nach wie vor mühsam. Bislang fehlen gute Standards. Zahlreiche medizintechnische Systeme im Krankenhaus können nicht miteinander kommunizieren. Viele Anlagen, wie Röntgengeräte, sind nicht mit der medizintechnischen Infrastruktur gekoppelt. Ihre Daten landen daher nicht im Krankenhausinformationssystem. Die digitale Lösung Health@Hand vereint selbstständig alle verfügbaren Daten, analysiert sie und bereitet sie visuell übersichtlich für das gesamte Personal auf. Das Personal hat somit jederzeit alle Patienten im Blick und kann, wenn nötig umgehend reagieren.

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Produktkategorie: Krankenhausinformationssysteme / KIS

Health@Hand Analytics: Anomalienerkennung auf Basis von Multisensordaten

Viele Systeme zur frühzeitigen Erkennung von Erkrankungen basieren auf Sensordaten mit stark variierender Qualität. Zudem müssen viele Sensorsysteme auf unbequeme Weise getragen werden, bzw. von einem Experten angelegt und bedient werden (z.B. mobile EKG-Geräte). In Health@Hand Analytics zeigen wir, wie die Verbindung aus einfachen, weit verbreiteten Inertialsensoren und Verfahren der Datenanalyse dazu genutzt werden können, um pathologische Gesundheitszustände frühzeitig zu erkennen. Dabei werden Anomalien in aufgezeichneten Vitaldaten erkannt und in übersichtlicher Weise visualisiert.

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09.11.2017

MEDICA 2017: Der Mensch im Fokus

(Darmstadt/Rostock) Von der Gewinnung medizinischer Daten über ihre Aufbereitung und Analyse bis hin zur Navigationshilfe während einer Operation – individuelle Gesundheit ist nicht nur ein Leitthema des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD, sondern auch Trendthema der MEDICA 2017.

Die Analyse von Patientendaten bildet die Grundlage der personalisierten Medizin. Mit Health@Hand und VA4RAdiomics haben Forscher des Fraunhofer IGD Lösungen für solche Analysen geschaffen: Ein visueller Leitstand, der selbstständig alle verfügbaren Daten vereint, analysiert und visuell aufbereitet und ein Verfahren, dass Erfahrungswerte der Ärzte, Bilddaten und allgemeine Patientendaten für die Entscheidungsfindung miteinander verbindet. Außerdem zeigen die Fraunhofer-Forscher auf der diesjährigen MEDICA mit 3D-ARILE ein Augmented-Reality(AR)-System, das Ärzten während der Operation als Navigationshilfe dient.

Health@Hand – Patientendaten auf einen Blick erfassen

Das Suchen soll ein Ende haben – künftig sollen digitale Patientenakten alle Daten rund um den Patienten vereinen. Ärzte und Krankenpfleger – ebenso wie das Pflegepersonal in Heimen – müssen dann lediglich auf einen zentralen Multitouchtisch oder auf ein Tablet blicken, um Patientendaten mit einem Blick zu erfassen. Health@Hand integriert erstmalig alle verschiedenen Systeme, vereint die gesamten Daten, analysiert diese und bereitet sie in gut verständlichen Visualisierungen auf. Behandlungstermine, die Medikamentenvergabe oder auch Reinigungsintervalle und Belegungskapazitäten sind so für das Personal übersichtlich visuell zusammengefasst.

VA4Radiomics – Aus Patientendaten lernen

Um besser beurteilen zu können, wie sich die individuelle Erkrankung eines Patienten am besten behandeln lässt, braucht es möglichst viele ähnliche Therapiefälle. VA4Radiomics entnimmt dazu radiologischen Bilddaten Informationen und verknüpft sie anschließend mit den dazugehörigen Patientendaten. Dadurch können Patientenkohorten erstellt und individuelle Patientenmerkmale visualisiert werden. Die wiederum dienen Medizinern als Vergleich für Diagnosen, Therapien und Behandlungsergebnisse. So können Ärzte auch Patienten in den Vergleich einbeziehen, die sie persönlich nie kennenlernen würden – etwa, weil einige Krankheiten nur sehr selten auftreten. Durch die Methoden des Visual Analytics wird Ärzten so geholfen, klinische, radiologische und pathologische Daten in überschaubarer Weise zu präsentieren.

3D-ARILE – AR-Brille als Unterstützung bei Tumoroperationen

Während einer Operation ist es schwierig, die exakte Lage von Schildwächterknoten (Lymphknoten im Abflussgebiet der Lymphflüssigkeit eines bösartigen Tumors) auszumachen und zu erkennen, ob der befallene Lymphknoten vollständig entfernt wurde. Eine Hilfe für das Entfernen solcher Knoten ist 3D-ARILE – ein System, das die exakte Position eines Lymphknotens mittels AR über eine Datenbrille virtuell einblendet. Es unterstützt Ärzte mithilfe von Markierungen beim Lokalisieren der Lymphknoten. Dazu wird dem Patienten ein Fluoreszenzfarbstoff in die direkte Umgebung des Tumors gespritzt, der sich über die Lymphbahnen verteilt und im Wächterlymphknoten sammelt. Infrarot-Kameras erfassen die Fluoreszenz und rekonstruieren den betroffenen Lymphknoten in 3D. Dessen Position wird dem Arzt in Echtzeit ortsgenau in der Datenbrille eingeblendet.

Wie die Fraunhofer-Forscher Gesundheitsdaten visualisieren und welche Möglichkeiten sich durch den Einsatz von Augmented Reality im Operationssaal ergeben, zeigen sie vom 13. bis 16. November auf der MEDICA 2017 in Düsseldorf in Halle 10 am Stand G05.

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09.11.2017

3D-ARILE: Augmented Reality im OP

(Darmstadt) Ärzte haben das Problem, die genaue Lage von mit Krebs befallenen Lymphknoten zu bestimmen. Forscher des Fraunhofer IGD in Darmstadt präsentieren eine Technologie, die Ärzte im Operationssaal bei der Lokalisierung unterstützt.

Trotz neuer Erkenntnisse in der Medizin sind viele Operationen weiterhin sehr schwierig durchzuführen und mit Risiken verbunden. Ärzte müssen viel Geschick im OP beweisen, da sie die genaue Lage von Organen, Blutgefäßen und erkranktem Gewebe während eines Eingriffs oft nur abschätzen können. Die Forscher des Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt entwickelten gemeinsam mit ihren Partnern nun eine Technologie, die Ärzten als Navigationshilfe während einer Operation dient.

Unterstützung im OP durch Augmented Reality (AR)

Im vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) geförderten Projekt 3D-ARILE entwickelten die Forscher ein neuartiges Augmented-Reality-System für die Lymphknotenentfernung bei Krebspatienten. „Augmented Reality unterstützt den Arzt mithilfe von visuellen Markierungen während der Operation. Dabei wird die Position des Lymphknotens über eine AR-Brille virtuell eingeblendet“, erklärt Dr. Stefan Wesarg vom Fraunhofer IGD in Darmstadt. „Die Technologie dient dem Arzt als Navigationshilfe: Wo muss ich schneiden? Habe ich alles Nötige herausgeschnitten?“ Um den direkt mit dem Tumor verbundenen, zu entfernenden Lymphknoten hierfür vorab sichtbar zu machen, spritzen die Ärzte dem Patienten einen Infrarot-Farbstoff, der sich im befallenen Lymphknoten anreichert. Dieser wird anschließend über Infrarot-Kameras erfasst und in 3D rekonstruiert. Die dafür benötigte Software steuerten die Wissenschaftler des Fraunhofer IGD bei.

Vorteile für den Patienten

Darüber hinaus hilft das neue System nicht nur dem Arzt, sondern hat auch Vorteile für den Patienten. Anstelle einer bisher genutzten radioaktiven Markierungssubstanz wird nun der Farbstoff Indocyangrün (ICG) verwendet. Dieser ist weniger schädlich für den menschlichen Körper und stellt in Kombination mit den Infrarot-Kameras und der AR-Datenbrille eine gute Alternative dar, um den befallenen Lymphknoten zu markieren und so komplett entfernen zu können.

Das Fraunhofer IGD kooperiert im Projekt 3D-ARILE mit der Trivisio Prototyping GmbH und der Dermatologie der Universitätsklinik Essen.

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09.11.2017

Health@Hand: Patientendaten auf einen Blick erfassen

Patientendaten zusammenzutragen ist nach wie vor mühsam. Künftig vereint die digitale Lösung Health@Hand selbstständig alle verfügbaren Daten, analysiert sie und bereitet sie visuell auf. Das Personal hat somit jederzeit alle Patienten im Blick und kann – wenn nötig – umgehend reagieren. Auf der MEDICA vom 13. bis 16. November 2017 in Düsseldorf stellen die Forscher das System vor (Halle 10, Stand G05).

Das Suchen soll ein Ende haben – künftig sollen digitale Patientenakten alle Daten rund um den Patienten vereinen. Allerdings hat die Sache einen Haken: Bislang fehlen gute Standards für dieses Ansinnen, zudem sind auf der technischen Seite noch viele Hürden zu überwinden. So gibt es zahlreiche Systeme, die nicht miteinander kommunizieren können – sie sprechen quasi verschiedene Sprachen. Auch sind viele Anlagen, wie z. B. Röntgengeräte, nicht mit der medizintechnischen Infrastruktur gekoppelt – ihre Daten landen daher nicht im allgemeinen System. Für Schwestern, Ärzte und Pflegepersonal heißt es also nach wie vor, von Zimmer zu Zimmer zu eilen, um die jeweiligen Patientendaten zu erfassen. 

Daten zentral zusammenbringen

Künftig ist das nicht mehr nötig. Ärzte und Krankenpfleger – ebenso wie das Pflegepersonal in Heimen – müssen dann lediglich auf einen zentralen Multitouchtisch oder auf ein Tablet blicken, um alle Patientendaten auf einen Blick zu erfassen. Möglich macht das der visuelle Leitstand Health@Hand, den Forscher am Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Rostock entwickelt haben. „Health@Hand integriert erstmalig alle verschiedenen Systeme, vereint die gesamten Daten, analysiert diese und bereitet sie in gut verständlichen Visualisierungen auf“, sagt Dr. Mario Aehnelt, Wissenschaftler am Fraunhofer IGD. „Das System ist wie geschaffen für die personalisierte Medizin, bei der die individuellen Daten Dreh- und Angelpunkt sind.“ Denn: Jeder Patient bringt seine eigenen Vorerkrankungen mit und reagiert anders auf verabreichte Medikamente.

Alle relevanten Daten einer Station eines Krankenhauses oder einer Pflegeeinrichtung sind für das Personal übersichtlich visuell zusammengefasst. Eine virtuelle Abbildung der gesamten Krankenhaus-Station auf einem Multitouchtisch ermöglicht es, Behandlungstermine, Medikamentenvergabe und auch so banale Dinge wie Reinigungsintervalle und Belegungskapazitäten einfach und schnell zu planen beziehungsweise nachzuvollziehen. Entscheidungen werden vereinfacht, die Arbeit erleichtert. Die Fraunhofer-Forscher sind überzeugt, dass auf diesem Wege notwendige Verwaltungs- und Übergabeaufgaben innerhalb einer Station deutlich schneller und reibungsloser erfolgen können. Die gesparte Zeit kommt den Patienten zugute. „Nicht nur, dass Health@Hand hilft den Überblick zu behalten und damit Fehler zu vermeiden, die Patienten werden auch direkt davon profitieren“, sagt Aehnelt. „Das Pflegepersonal gewinnt hierdurch Freiräume, um individueller auf Bedürfnisse einzugehen.“

Automatische Analyse und Aufbereitung von Gesundheitsdaten

Eine weitere Besonderheit: Health@Hand bringt die Daten nicht nur an einem zentralen Ort zusammen, sondern analysiert sie und bereitet sie automatisch auf. „Während die bisherigen Systeme vor allem darauf ausgelegt waren, zu dokumentieren und interpretationsfrei zu arbeiten, rückt bei Health@Hand auch die Analyse der Daten in den Fokus“, erläutert Aehnelt. Dabei koppelt das System verschiedene Daten miteinander und ermöglicht auf diese Weise ganz neue Aussagen. Trends in der Patientengesundheit können eher erkannt und Prognosen für die Patientengesundheit schneller getroffen werden. Selbst Vital- und Aktivitätsdaten aus Wearables – also Fitnessarmbändern oder SmartWatches – können mit in das System Health@Hand einfließen. Fitness rückt damit in den medizinischen Kontext.

Health@Hand wird vom 13. bis 16. November 2017 auf der MEDICA in Düsseldorf Halle 10, Stand G05 vorgestellt.

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09.11.2017

VA4Radiomics: Aus Patientendaten lernen

(Rostock/Darmstadt/Graz) Die Analyse von Patientendaten bildet die Grundlage der personalisierten Medizin. Auf der MEDICA stellen Forscher des Fraunhofer IGD ein Verfahren vor, dass Erfahrungswerte der Ärzte, Bilddaten und allgemeine Patientendaten für die Entscheidungsfindung miteinander verbindet.

Vergleicht ein Arzt viele ähnliche Therapiefälle miteinander, fällt ihm die Entscheidung für eine individuelle Therapiemethode meist leichter. Doch das Sichten solcher Patientenkohorten und die Suche nach auffälligen Gemeinsamkeiten und Unterschieden nimmt viel Zeit in Anspruch. Eine Unterstützung dafür bietet die Software VA4Radiomics, die von Forschern der Abteilung Informationsvisualisierung und Visual Analytics des Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD entwickelt wurde.

Radiomics - eine Wortkreuzung aus „Radiology“ und „Genomics“ - bezeichnet die Analyse von quantitativen Bildmerkmalen in großen medizinischen Datenbanken. Dazu werden auf Basis radiologischer Bilddaten statistische Aussagen über Gewebeeigenschaften, Krankheitsverläufe oder Diagnosen eines Patienten getroffen. 

VA4Radiomics entnimmt radiologischen Bilddaten Informationen und verknüpft sie anschließend mit den dazugehörigen Patientendaten. Dadurch können Patientenkohorten erstellt und individuelle Patientenmerkmale visualisiert werden. Die wiederum dienen Medizinern als Vergleich für Diagnosen, Therapien und Behandlungsergebnisse.

Ein weiterer Vorteil ist, dass Ärzte theoretisch auch solche Patienten in den Vergleich einbeziehen können, die sie persönlich nie kennenlernen würden – etwa, weil einige Krankheiten nur sehr selten auftreten. Dabei können Patienten statt nur nach Alter oder Geschlecht nach jedem Merkmal, das aus den Bildern extrahiert wurde, ausgewählt werden.

Durch die Methoden des Visual Analytics soll Ärzten so geholfen werden, klinische, radiologische und pathologische Daten in sinnvoller Weise zu präsentieren. „Ziel für die Zukunft ist es, vorherzusagen, mit welcher Behandlungsform sich die individuelle Erkrankung eines Patienten am besten therapieren lässt.“, erklärt Prof. Dr. Jörn Kohlhammer, Leiter der Abteilung „Informationsvisualisierung und Visual Analytics“ am Fraunhofer IGD. „Im Moment erproben wir unsere Technologie mit klinischen Partnern in Deutschland, um dem Wunsch der Mediziner, aus klinischen Daten effektiver lernen zu können, nachzugehen.“

Ihre aktuellen Forschungsergebnisse rund um das Projekt „VA4Radiomics“ stellen Jörn Kohlhammer und seine Abteilung vom 13. bis 16. November auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand (Halle 10 Stand G05) der diesjährigen MEDICA in Düsseldorf vor.

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Über uns

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Das vor 30 Jahren gegründete Fraunhofer IGD ist heute die international führende Einrichtung für angewandte Forschung im Visual Computing. Visual Computing ist bild- und modellbasierte Informatik. Vereinfacht gesagt, beschreibt es die Fähigkeit, Informationen in Bilder zu verwandeln (Computergraphik) und aus Bildern Informationen zu gewinnen (Computer Vision). Die Anwendungsmöglichkeiten hieraus sind vielfältig und werden unter anderem bei der Mensch-Maschine-Interaktion, der interaktiven Simulation und der Modellbildung eingesetzt.

Unsere Forscher an den Standorten in Darmstadt, Rostock, Graz und Singapur entwickeln neue technische Lösungen und Prototypen bis hin zur Produktreife. In Zusammenarbeit mit unseren Partnern entstehen dabei Anwendungslösungen, 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 „personalisierten Medizin“.

Durch angewandte Forschung unterstützen wir die strategische Entwicklung von Industrie und Wirtschaft. Insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen sowie Dienstleistungszentren können davon profitieren und mit Hilfe unserer Spitzentechnologien am Markt erfolgreich sein.

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