Präziser, schonender, smarter: Wie Robotik und KI die Kinderchirurgie verändern könnten

Präziser, schonender, smarter: Wie Robotik und KI die Kinderchirurgie verändern könnten

SEIT KURZEN SIND IN ÖSTERREICH ROBOTERASSISTIERTE OPERATIONSSYSTEME IN DER KINDERCHIRURGIE IM EINSATZ, DIE DURCH IHRE HÖHERE PRÄZISION BESONDERS BEI SELTENEN OPERATIONEN WESENTLICHE VORTEILE BRINGEN. NEBEN DEM EINSATZ DIESER NEUEN TECHNIK WIRD GEFORSCHT, WIE KI ZUKÜNFTIG BEISPIELSWEISE DURCH 3D-REKONSTRUKTIONEN ODER SURGICAL LANDMARK RECOGNITION DIE KINDERCHIRURGIE IN DER DIAGNOSTIK, PRÄOPERATIVEN VORBEREITUNG UND WÄHREND DER OPERATION VERBESSERN KÖNNTEN. DAS UND WEITERE FORTSCHRITTE IN DER KINDERCHIRURGIE THEMATISIERT DER GEMEINSCHAFTSKONGRESS DER FACHGESELLSCHAFTEN ESPES, EUPSA UND IPEG, DER VOM 20. BIS 23. MAI IM AUSTRIA CENTER VIENNA STATTFINDET.

„KI- und Roboter-Systeme werden in vielen Bereichen der Erwachsenenmedizin helfen, die Patientenversorgung zu verbessern. Diesen Weg sollte man daher auch in der Kindermedizin wie der Kinderchirurgie öffnen. Denn medizinischer Fortschritt, der sich bei Erwachsenen als gut erwiesen hat, sollte Kindern und Jugendlichen nicht vorenthalten werden, sondern auch bei Ihnen zu einer besseren Patientenversorgung führen. Bildlich gesprochen sind die Roboter-Systeme dabei vergleichbar wie das Auto, das gefahren wird und die KI-Systeme wie das Navigationssystem, das unterstützt. Der Fahrer ist und bleibt jedoch der Mensch, in diesem Fall der Kinderchirurg oder die Kinderchirurgin, der die gesammelten Informationen der KI-Datensammlung bewertet und die medizinische Behandlung mit den technischen Instrumenten umsetzt“, betont Univ.-Prof. Dr. Holger Till, Klinikvorstand der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendchirurgie an der MedUni Graz sowie Kongresspräsident des Joint Congress of Paediatric Surgery by ESPES, EUPSA & IPEG.

MILIMETERGENAUE MEDIZIN: FORTSCHRITTE IN ROBOTERASSISTIERTE OPERATION FÜR KINDER

In der Erwachsenenmedizin existieren sie schon sein über 20 Jahren – die roboterassistierten Operationsverfahren. Sie bringen höhere Präzision, verhindern den Tremor – sprich das Zittern beim Operierenden – und verbessern durch digitale Tools wie spezielle Kameratechnik die Sichtbarkeit der Operationsstelle. „Seit Oktober 2024 haben wir in Graz das österreichweit erste speziell für Kinder zugelassene Robotersystem im Einsatz, mit dem wir auch Kleinkinder noch schonender und präziser minimalinvasiv behandeln können“, betont Till. Das ist möglich, weil die neuen Geräte an die Körperdimensionen von Kleinkindern angepasst sind und lediglich 3 bis 5 Millimetern kleine Inzisionen benötigen. „Im Vergleich dazu haben Geräte für Erwachsene einen Durchmesser von bis zu 8 oder 10 Millimetern. Das macht beispielsweise bei Operationen von Kleinkindern einen enormen Unterschied. Die Feinheit der Instrumente muss zur Feinheit des Kindes passen“, betont er.

NIEDRIGE KOMPLIKATIONSRATE UND BESSERES TRAINING BEI SELTENEN OPERATIONEN

An die 50 roboterassistierte Operationen wurden vor Ort schon erfolgreich an Kindern durchgeführt. Im Vergleich zu den 3.500 Operationen, die an der Universitätsklinik in Graz jährlich an Kindern und Jugendlichen durchgeführt werden, ist die Anzahl noch gering. Der Einsatz fokussiert sich aber auch generell auf eher seltene Eingriffe wie Gallenblasen-entfernungen, Krampfadern am Hoden oder Leistenhernie. „Hier sind wir stolz, dass wir durch das roboterassistierte Operationssystem eine außerordentlich niedrige Komplikationsrate haben und auch eine gute Trainingsdatenbank für eher seltene Operationen aufbauen können“, freut sich Till.

NEXT STEP: KI-ENTWICKLUNGEN ALS INNOVATION FÜR DIE JÜNGSTEN

Während die assistierenden Robotersysteme als Werkzeuge in der Kinderchirurgie schon im Einsatz sind, wird im nächsten Schritt an der Entwicklung von innovativen KI-Assistenz-Systemen in der wissenschaftlichen Forschung gearbeitet. Sie sollen – basierend auf einer großen Datensammlung – zukünftig die Operierenden in der Diagnostik, präoperativen Planung und der Operation selbst als wichtige Informationsquelle unterstützen.

KI IN DER DIAGNOSTIK: SUBTILE FEINHEITEN UND SELTENE ERKRANKUNGEN BESSER ERKENNEN

„KI-Systeme wie Radiomics bräuchten wir in der Kinderchirurgie vor allem bei Grenzfällen, die ganz subtil sind, damit beispielsweise beim Kind auch „unsichtbare“ Frakturen erkannt werden können, die derzeit bei herkömmlichen radiologischen Bildern mit freiem Auge nicht sichtbar sind“, so Till. Als weiteres großes Potenzial für die Kinderchirurgie sieht er die vielen seltenen Erkrankungen im Kindes- und Jugendalter, die auch ein erfahrener Chirurg nur sporadisch zu Gesicht bekommt. „Hier wäre eine KI mit einem Pooling von vielen Bildgebungen dieser seltenen Erkrankungen als Supportsystem sehr hilfreich“, betont Till, der weiß, dass an beidem gerade emsig geforscht wird.

3D-REKONSTRUKTIONEN – WESENTLICHE UNTERSTÜTZUNG IN DER PRÄOPERATIVEN PLANUNG

Bereits jetzt spielen 3D-Rekonstruktionen, die mithilfe von KI gerechnet werden, in der präoperativen Planung eine große Rolle. „Vor allem in der kindlichen Tumorchirurgie ist es besonders wichtig, dass die lebenswichtigen Organe von den sie umschlingenden Tumorgefäßen präzise – auf tausendstel Millimeter genau – abgetrennt werden. Mithilfe der 3D-Simulierung können solche heiklen Eingriffe bereits vorab im Chirurgenteam besser geplant und trainiert werden. Das ist für uns heutzutage ein wahrer Segen“, erklärt Till. In der Erwachsenen-Medizin werden auch KI-basierte Risikomodelle für Operationen entwickelt. Hier appelliert Till in der Kinderchirurgie für eine groß angelegte Zusammenarbeit einer Vielzahl an kinderchirurgischen Kliniken. Das sei wichtig, denn aufgrund geringer Inzidenzen von angeborenen Fehlbildungen könnten anders die Risikomodelle nicht mit der entsprechenden Anzahl an validen Daten gefüttert werden, die es aber braucht, um zuverlässige Risikomodelle erstellen zu können.

HIGHTECH: KI-NAVIGATIONSSYSTEME FÜR KINDERCHIRURGIE

Die wissenschaftliche Forschung beschäftigt sich auch intensiv damit, wie KI-Systeme für die Verbesserung des chirurgischen Eingriffs direkt im Operationssaal eingesetzt werden können. „Ein vielversprechender Ansatz ist hier, spezielle Navigationssysteme für den Chirurgen, sogenannte Surgical Landmark Recognition, zu entwickeln. So könnte eine KI beispielsweise mit Bilddaten von seltenen Operationen trainiert werden und dann den Operateur gute „Operationsrouten“ vorschlagen oder bestimmte Körperareale mit Markierungen besser hervorheben“, erklärt der Kinderchirurg.

INTERDISZIPLINÄRE VERNETZUNG: IT UND MEDIZIN ALS BASIS

Um die Entwicklung solcher KI-basierter Assistenzsysteme forcieren zu können, braucht es in den Forschungsgruppen eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Medizinern wie Kinderchirurgen und IT- sowie KI-Experten, die entsprechende Algorithmen programmieren können und ein Verständnis dafür haben, wie KI-Systeme dann auch gut trainiert werden können. Als positives Beispiel für eine solche interdisziplinäre Zusammenarbeit in der Kinderchirurgie hebt Till das Projekt „Surgical AI Hub“ hervor, das 2024 ins Leben gerufen wurde und schon jetzt vielversprechende Ergebnisse liefert.
ÜBER DIE IAKW-AG UND ESPES, EUPSA & IPEG

Mag. (FH) Claudia Reis, MA
Pressesprecherin Wissenschaft

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