OTH Regensburg bringt KI in den Operationssaal der Zukunft

Prof. Dr. Christoph Palm, Experte für Medizinische Bildverarbeitung und KI an der OTH Regensburg, beteiligt sich an einem bayernweit einzigartigen Forschungsprojekt zur Entwicklung eines neuen KI-Basismodells.

Die OTH Regensburg ist Teil der neuen bayerischen Initiative für eine künstliche Intelligenz „made in Bavaria“. Bayerns Wissenschaftsminister Markus Blume bezeichnet das Vorhaben als „einzigartigen Weg“: Ziel ist der Aufbau einer vertrauenswürdigen KI-Plattform mit zentralen Anwendungsfeldern wie Gesundheit und Robotik.

Im Zentrum des Beitrags der Hochschule steht das Forschungsprojekt „MusteR-FM“, geleitet von Prof. Dr. Christoph Palm aus der Fakultät Informatik und Mathematik. Gemeinsam mit den Partnern Prof. Dr. Dirk Wilhelm von der Technischen Universität München und Prof. Dr. Helmut Messmann vom Universitätsklinikum Augsburg arbeitet er daran, künstliche Intelligenz für den Einsatz im Operationssaal weiterzuentwickeln.

Künstliche Intelligenz, die Operationen „versteht“

Worum geht es konkret? 48 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus ganz Bayern entwickeln ein sogenanntes KI-Basismodell. Das lässt sich am besten mit einem „Grundwissen“ für künstliche Intelligenz vergleichen: Statt nur eine einzelne Aufgabe zu lernen, wird das System mit sehr vielen unterschiedlichen Daten trainiert, etwa mit Texten, Bildern und Videos. So entsteht eine Art Fundament, auf dem später viele spezialisierte Anwendungen aufgebaut werden können.

Die OTH Regensburg konzentriert sich dabei auf einen besonders anspruchsvollen Bereich: minimalinvasive und endoskopische Eingriffe. Dazu zählen Operationen, bei denen Ärztinnen und Ärzte mit kleinen Instrumenten und Kameras arbeiten, ebenso wie Eingriffe, die über natürliche Körperöffnungen mit einem Endoskop durchgeführt werden, etwa bei einer Gallenblasenentfernung oder bei einer Behandlung in der Speiseröhre. Das KI-Modell wird mit Videodaten aus solchen Operationen trainiert. Ziel ist es, dass die künstliche Intelligenz den Ablauf einer Operation erkennt und „versteht“. Sie soll beispielsweise unterscheiden können, in welcher Phase sich ein Eingriff gerade befindet, etwa beim Schneiden, Nähen oder Vorbereiten.

„Wir bringen der KI bei, wie Operationen typischerweise ablaufen. Langfristig kann sie dann unterstützen, indem sie den nächsten Schritt vorhersagt oder Ärztinnen und Ärzte im richtigen Moment mit Informationen versorgt“, erklärt Prof. Dr. Palm.

Brücke zwischen Medizin und Robotik

Eine Besonderheit des Projekts: Es verbindet die beiden Forschungsbereiche Gesundheit und Robotik. Die entwickelte KI soll nicht nur Bilder analysieren, sondern auch Abläufe über die Zeit hinweg verstehen. Damit entsteht die Grundlage für intelligente Assistenzsysteme im OP, die künftig noch präziser und sicherer arbeiten können.

Damit ein solches KI-Modell entstehen kann, braucht es enorme Rechenleistung. Diese wird aktuell im Regionalen Rechenzentrum Erlangen aufgebaut. Bereits jetzt stehen rund 400 Hochleistungsprozessoren (GPUs) zur Verfügung, bis Herbst 2026 sollen es rund 1.400 sein. Die OTH Regensburg erhält im Rahmen des Projekts Zugang zu dieser Infrastruktur.

Zusätzlich wird eine wissenschaftliche Stelle geschaffen, um die Forschung voranzutreiben. Das Projekt startet offiziell im Mai 2026 und ist zunächst auf 15 Monate angelegt, mit der Option auf Verlängerung.

Offene Forschung für breite Nutzung

Ein wichtiger Grundsatz der Initiative: Offenheit. Die entwickelten Technologien folgen dem Open-Source-Gedanken. Das bedeutet, dass Forschungseinrichtungen frei darauf zugreifen und auch Unternehmen darauf aufbauen können, um eigene Anwendungen zu entwickeln.

„Das ist ein großer Vorteil für den Innovationsstandort Bayern. Wir schaffen nicht nur neues Wissen, sondern stellen es auch anderen zur Verfügung“, so Prof. Dr. Palm.
 

Minimalinvasive Operationen im Fokus: An der OTH Regensburg wird KI entwickelt, die Abläufe im Operationssaal analysieren und künftig unterstützen kann. Foto: OTH Regensburg/Florian Hammerich