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Fraunhofer auf der DMEA: Mit KI das Gesundheitssystem zukunftsfähig gestalten

Tools und Technologien unterstützen Diagnostik und medizinische Entscheidungen

BildDie Patientenversorgung verbessern, Arbeitsabläufe effizienter gestalten und die Akteure der Branche optimal vernetzen – all das ermöglicht die zunehmende Digitalisierung des Gesundheitswesens. Expertinnen und Experten der Fraunhofer-Gesellschaft entwickeln dazu auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierende Systeme, die effektiv und datenschutzkonform eingesetzt werden können. Ihre Forschungsergebnisse präsentieren neun Fraunhofer-Einheiten vom 9. bis 11. April auf der DMEA 2024 in Berlin. Für Diskussionen und Einblicke in die zukünftige Gesundheits-IT stehen die Forschenden an Stand D-108 in Halle 2.2 zur Verfügung.

Der Gesundheitsforschung kommt ein hoher Stellenwert innerhalb des Forschungsportfolios der Fraunhofer-Gesellschaft zu. Dabei richtet sie sich an den vier großen Themenfeldern Drugs, Diagnostics, Devices und Data, also den 4D, aus und umfasst sowohl Prävention als auch Krankheitserkennung, Therapie und Rehabilitation. Als stark transdisziplinär operierende Organisation bietet die Fraunhofer-Gesellschaft ideale Voraussetzungen für Kooperation in der Gesundheitsforschung. Gemeinsam mit Partnerinnen und Partnern entwickeln die Fraunhofer-Forschenden zukunftsweisende Innovationen und Lösungen, die einen deutlichen Mehrwert für die Gesundheitsforschung und vor allem für die Patientinnen und Patienten schaffen.

Tools und Technologien unterstützen Diagnostik und medizinische Entscheidungen

Das Fraunhofer-Institut für Digitale Medizin MEVIS stellt auf der DMEA 2024 gleich vier KI-basierte Anwendungen vor: Mit dem Data Steward Tool werden klinische Daten harmonisiert und für multizentrische Studien nutzbar gemacht. Der SATORI Training Loop reduziert mit KI den Zeitaufwand für die Entwicklung von Algorithmen zur Segmentierung medizinischer Bilddaten. MINIMAKI unterstützt mit Mixed-Reality-Projektionen chirurgische Eingriffe bei Herzklappenerkrankungen. Die App MammoJourney begleitet Brustkrebspatientinnen mit verständlichen Informationen, organisatorischen Hilfen und einem KI-Chat.

Das Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI präsentiert bahnbrechende Fortschritte in der Light Fidelity (LiFi)-Technologie, die für den medizinischen Einsatz konzipiert ist. LiFi ermöglicht die mobile Kommunikation durch optische drahtlose Übertragung, wobei Licht als Medium genutzt wird. Licht ist im Vergleich zum Radio sicherer vor unbefugtem Zugriff und robust gegen Störungen durch Funkwellen. LiFi dient als wertvolle Ergänzung zur Funkkommunikation, insbesondere in Umgebungen mit hoher Benutzerdichte, die eine größere Kapazität erfordern. LiFi ermöglicht neue Anwendungsfälle, insbesondere in der Industrie. Darüber hinaus erfüllt LiFi strenge Sicherheitsstandards und Kriterien der elektromagnetischen Verträglichkeit. Das Fraunhofer HHI arbeitet mit Industrie- und akademischen Partnern zudem an verschiedenen Forschungsprojekten mit Schwerpunkt auf medizinischen Anwendungen wie LINCNET, 5G-COMPASS und OWIMED.

Das Fraunhofer-Zentrum für Digitale Diagnostik ZDD stellt innovative Konzepte für die Gesundheitsversorgung in ländlichen Regionen vor. Die Projekte umfassen die gesamte digital-diagnostische Wertschöpfungskette von der Probennahme über die Messung bis hin zu einem sicheren Datenmanagement und der Dateninterpretation. Für schlecht heilende Wunden wird eine intelligente Wundauflage entwickelt, die durch dezentrales Monitoring ein personalisiertes Wundmanagement möglich macht. Zudem wird eine vollständig automatisierte Gesundheitsstation entwickelt, die professionelle Diagnostik in dünn besiedelte Regionen bringen kann. Darüber hinaus werden digitale Ökosysteme in der Patientenversorgung analysiert und wird die Entwicklung von Virustests der nächsten Generation vorangetrieben.

Die Kohortenanalyse bildet die Basis der personalisierten Medizin: Eine interaktive Web-Anwendung, von der ärztliches Personal sowie Patientinnen und Patienten profitieren, ist der Parkinson-Monitor des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD, der auf der DMEA präsentiert wird. Das Tool erleichtert die Suche nach relevanten Gemeinsamkeiten in den Krankheitsverläufen und hilft so beim Entdecken neuer Zusammenhänge. Indem der Krankheitsverlauf besser verstanden wird, ermöglicht das Tool eine individuelle Risikobewertung.

KI-Modelle und Planungsalgorithmen optimieren Prozesse und Analysen

Das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS stellt auf der DMEA 2024 wegweisende Lösungen im Bereich klinischer Künstlicher Intelligenz für die Pharmakologie und Krankenhäuser vor, darunter große Sprachmodelle (LLMs) und klinische Unterstützungstools. Vor Ort präsentieren die Forschenden anhand innovativer Demonstratoren, wie Textgenerierung, Informationsextraktion und die Analyse von Patientendaten aus klinischen Studien mit KI funktioniert. Der Einsatz dieser Technologien verspricht eine effizientere und präzisere medizinische Versorgung.

Die OP-Planung im Krankenhaus ist komplex, da viele Räder ineinandergreifen und sie durch eingehende Notfälle, Verzögerungen oder kurzfristige Ausfälle ständig angepasst werden muss. Die Software SCEDAS des Fraunhofer-Centers für Maritime Logistik und Dienstleistungen CML berechnet auf Knopfdruck einen optimalen, aktuellen Planungsvorschlag. Das bedeutet Arbeitserleichterungen für die OP-Koordination und das gesamte medizinische Personal. Zudem können OP-Ressourcen noch effizienter genutzt werden. Auf der DMEA präsentiert das Fraunhofer CML die Software.

Das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS konzentriert sich auf den Einsatz vertrauenswürdiger KI im Gesundheitswesen unter dem Motto: Trustworthy Digital Health. Ein Anwendungsfall ist die Nutzung erklärbarer KI (explainable AI) in der medizinischen Diagnostik, etwa bei der Einstufung von Wirbelfrakturen und der Blutzellen-Klassifikation. Ein weiteres Beispiel: dateneffiziente KI, die Ärzte und Ärztinnen bei der Auswertung medizinischer Bilder zur Krebsfrüherkennung unterstützt. Und schließlich demonstriert das Fraunhofer IKS, wie eine auf Quantencomputing gestützte KI medizinische Diagnosen verbessern kann.

Anwendungen für Patientinnen und Patienten verbessern die Versorgung und erfolgreiche Telemedizin

Thrombosen früher erkennen und Pflegekräfte entlasten: Die Lösung veinXam des Fraunhofer IGD macht das möglich. Indem Sensoren kontinuierlich den Blutfluss in den tiefen Beinvenen messen, verringert die Technologie das Risiko einer Thrombose. Stellt veinXam krankhafte Veränderungen fest, benachrichtigt es die Nutzenden mit Hilfe einer App oder bei stationären Aufenthalten das Pflegepersonal. Integriert ist das System alltagstauglich in einen Kompressionsstrumpf.

Mittels Guardio – ebenfalls eine Lösung des Fraunhofer IGD – lassen sich EKG-Messungen mit dem Smartphone vornehmen. Komplett ohne Elektroden werden Bewegungen des Herzens aufgezeichnet und mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz ausgewertet. Eine weitere telemedizinische Lösung des Instituts ist die CareCam – der persönliche Gesundheitsassistent am Arbeitsplatz. Er erfasst ohne Verkabelung kontinuierlich die Vitaldaten der Nutzenden und gibt individuelle Empfehlungen zur Verbesserung des Wohlbefindens.

IT-Strukturen und Software-Komponenten unterstützen E-Health-Anbieter

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT stellt Entwicklungswerkzeuge vor, mit denen digitale Gesundheitslösungen schneller realisiert werden können. Die Toolbox bringt Anwendungen und Techniken aus verschiedenen Forschungsprojekten zusammen. Möglich werden so Gesundheitsdatenräume (Medical Data Spaces), die sektorübergreifend Klinik, Praxis und Pflege verbinden. Bespiele sind die FrühstArt-App für Eltern adipöser Kinder und der Patienten-Chatbot des AI-NET-PROTECT-Projekts.

Das Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST erforscht und entwickelt Softwaretechnologien für die digitale und datengetriebene Gesundheitsversorgung. Die Forschenden schaffen Konzepte, Architekturen, Prototypen und Komponenten für transparente, interoperable, föderierte und souveräne Gesundheitsdatenräume. Auf der DMEA stellt das Institut seine Datenraum-Projekte zur Infrastruktur, zur Datennutzung und zu Anwendungen vor.

Weitere Informationen zu den Exponaten der Fraunhofer-Gesellschaft auf der DMEA finden Sie hier: https://www.fraunhofer.de/dmea2024 

Fraunhofer auf DMEA

09. bis 11. April 2024

Fraunhofer-Gemeinschaftsstand: Halle 2.2, Stand D-108 

Verantwortlicher für diese Pressemitteilung:

Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD
Frau Daniela Welling
Fraunhoferstraße 5
64283 Darmstadt
Deutschland

fon ..: +49 6151 155-146
web ..: https://www.igd.fraunhofer.de
email : presse@igd.fraunhofer.de

Die Fraunhofer-Gesellschaft mit Sitz in Deutschland ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt sie eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft. Die 1949 gegründete Organisation betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen. Etwa 30 800 Mitarbeitende, überwiegend mit natur- oder ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung, erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von rund 3,0 Mrd. EUR. Davon fallen 2,6 Mrd EUR auf den Bereich Vertragsforschung.

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Wirtschaft

Künstliche Intelligenz in der Medizin: Revolutionäre Perspektiven und Anlagechancen

Die rasante Entwicklung der Künstlichen Intelligenz (KI) hat die Medizinbranche fundamental transformiert und bietet nicht nur gesundheitliche, sondern auch erhebliche wirtschaftliche Potenziale.

BildIn einer Welt, in der medizinische Innovationen zunehmend an Bedeutung gewinnen, eröffnet Künstliche Intelligenz neue Horizonte in der Gesundheitsversorgung. KI-Systeme, die in der Lage sind, große Datenmengen zu analysieren, Muster zu erkennen und Lernprozesse durchzuführen, revolutionieren die Art und Weise, wie Ärzte Diagnosen stellen, Behandlungen planen und Krankheiten verstehen. Diese Technologie verspricht nicht nur eine Verbesserung der Patientenversorgung, sondern stellt auch einen wichtigen Wachstumsmarkt für Investoren dar.

Die medizinischen Einsatzgebiete von Künstlicher Intelligenz sind breit gefächert. So können beispielsweise KI-Algorithmen komplexe Muster in medizinischen Daten erkennen, was Ärzten hilft, Krankheiten früher und genauer zu diagnostizieren. Beispielsweise werden KI-Systeme in der Radiologie eingesetzt, um Bilder wie Röntgenaufnahmen oder MRTs zu analysieren und Anomalien zu identifizieren, die auf Krankheiten wie Krebs hinweisen könnten. Auch die personalisierte Medizin wird dadurch verbessert. Durch die Analyse von Patientendaten ermöglicht KI eine personalisierte Behandlung. Dies umfasst die Anpassung von Therapien an die genetischen, umweltbedingten und lebensstilbedingten Faktoren einzelner Patienten, was die Wirksamkeit und Sicherheit der Behandlung erhöht.

„KI beschleunigt zudemm den Prozess der Arzneimittelentwicklung, indem sie hilft, geeignete Moleküle für neue Medikamente zu identifizieren und die Durchführung klinischer Studien zu optimieren. Dies verkürzt die Zeit von der Forschung bis zur Markteinführung neuer Medikamente. Die Verarbeitung und Analyse großer Mengen von Gesundheitsdaten, einschließlich elektronischer Patientenakten, trägt zur Verbesserung der Gesundheitsdienste bei. KI hilft dabei, Trends zu erkennen, Behandlungsergebnisse zu prognostizieren und die Versorgungseffizienz zu steigern“, sagt Christian Hintz, Anlageexperte und Mitglied des Expertenteams des „AI Leaders“ (www.ai-leaders.de) (ISIN: DE000A2PF0M4; WKN: A2PF0M). Der „AI Leaders“ ist ein global investierender Aktienfonds mit dem Fokus auf Anbieter und Anwender Künstlicher Intelligenz. Das Portfoliomanagement hat den Aktienfonds „AI Leaders“ entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Künstlichen Intelligenz positioniert.

Sein Kollege Tilmann Speck hebt hervor, wie Anleger durch gezielte Investitionen in KI-basierte Gesundheitstechnologie-Unternehmen profitieren können. „Anleger können direkt in Unternehmen investieren, die KI-Lösungen für den Gesundheitssektor entwickeln. Dies umfasst sowohl etablierte Firmen als auch Start-ups, die innovative Ansätze in der medizinischen Diagnostik, Behandlung und Forschung vorantreiben. Für eine diversifizierte Anlagestrategie können Investoren auf Fonds setzen, die sich auf KI-Technologien im Gesundheitswesen konzentrieren. Dies bietet eine Beteiligung an einem breiten Spektrum von Unternehmen, die in diesem Bereich tätig sind. Dazu gehört eben unsere ,AI Leaders‘-Strategie.“ Dazu kommt: Große Pharma- und Biotech-Unternehmen gehen oft Partnerschaften mit KI-Technologiefirmen ein. Anleger können von diesen Kooperationen profitieren, indem sie in Unternehmen investieren, die solche strategischen Allianzen eingehen.

Künstliche Intelligenz in der Medizin bietet nicht nur bedeutende Fortschritte in der Patientenversorgung, sondern auch attraktive Möglichkeiten für Anleger. Durch die Investition in KI-basierte Gesundheitstechnologien können Anleger Teil einer revolutionären Entwicklung sein, die das Potenzial hat, die Gesundheitslandschaft nachhaltig zu verändern. In einer Welt, in der medizinische Herausforderungen und technologische Innovationen Hand in Hand gehen, stellen Investitionen in diesen Sektor eine strategische Entscheidung dar, die sowohl soziale als auch wirtschaftliche Gewinne verspricht.

Verantwortlicher für diese Pressemitteilung:

AI LEADERS
Herr Christian Hintz
Kronprinzstraße 17
70173 Stuttgart
Deutschland

fon ..: +49 (0) 711 63 22 42
web ..: https://ai-leaders.de
email : info@christianhintz.com

Über den Fonds „AI Leaders“

Der „AI Leaders“ (WKN: A2PF0M / ISIN: DE000A2PF0M4) ist ein ist ein global investierender Aktienfonds mit dem Fokus auf Anbieter und Anwender Künstlicher Intelligenz. Das Managementteam bestehend aus Christian Hintz, Tilmann Speck und Gerd Schäfer verwaltet ein Portfolio von bis zu 160 Werten von Herstellern und Anbietern von KI-Hardware und von KI-Software, Anwendern von KI-Hard- oder -Software für den eigenen Unternehmenszweck und Dienstleister im Bereich von KI. Bis 2030 erwarten Experten für die Künstliche Intelligenz einen Wertschöpfungsbeitrag zum weltweiten Bruttosozialprodukt in Höhe von 1,2 Prozent pro Jahr. Bei den bis zu 160 Portfoliounternehmen des „AI Leaders“ handelt es sich um Gesellschaften mit einer führenden Marktstellung. Das Portfoliomanagement-Team setzt den digitalen Investmentprozess ,TOPAS‘ des Wertpapierinstituts ELAN Capital-Partners GmbH ein. Dieser wurde für die zeitnahe Steuerung von Portfoliobausteinen konzipiert und balanciert Tag für Tag die Allokation des Portfolios, um den sich jeweils ändernden Marktbedingungen zu entsprechen. Damit können die Faktorprämien von Wachstumswerten eingenommen werden, während die Volatilität auf einem gesamtmarktüblichen Niveau gehalten wird. Weitere Informationen unter https://ai-leaders.de

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Fraunhofer IGD – Thrombosen früher erkennen und Pflegekräfte entlasten

Ortsunabhängige Venenfunktionsmessung in der Telemedizin

BildMit Hilfe eines kleinen Sensors frühzeitig Schäden an den tiefen Beinvenen erkennen und schwerwiegende Folgen vermeiden: veinXam des Fraunhofer IGD macht das möglich. Die Lösung überwacht die Venenfunktionen ortsunabhängig, indem Sensoren kontinuierlich den Blutfluss in den tiefen Beinvenen messen. Das System lässt sich auch in einen Kompressionsstrumpf integrieren, den viele Menschen ohnehin dauerhaft tragen müssen. Stellt das System krankhafte Veränderungen fest, sendet es eine Benachrichtigung an eine App oder bei stationären Aufenthalten an das Pflegepersonal. So können Thrombosen früher erkannt und schneller behandelt werden. Das Fraunhofer IGD präsentiert veinXam vom 9. bis 11. April auf der DMEA in Berlin. Interessierte können das System am Fraunhofer-Stand in Aktion erleben.

Kleines Gerinnsel mit großen Folgen: Tiefe Beinvenenthrombosen (TVT) werden aufgrund diffuser Symptome häufig zu spät diagnostiziert. Die Patientinnen und Patienten haben mit Folgeerkrankungen wie venöser Insuffizienz und in schweren Fällen mit Lungenembolien sowie dem postthrombotischen Syndrom zu kämpfen. Werden Thrombosen schneller erkannt und behandelt, kann das schwerwiegende Folgen und kostenintensive Therapien verhindern. Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD hat mit dem System veinXam eine telemedizinische Lösung entwickelt, welche die Venenfunktion mittels miniaturisierter Sensoreinheit misst – und so das Risiko einer thrombotischen Erkrankung reduziert.

Bewährte Technologie neu gedacht

„veinXam ist eine wegweisende Lösung auf Basis der bewährten Lichtreflexionsrheographie“, erklärt Florian Kirchbuchner, Abteilungsleiter Smart Living & Biometric Technologies. „Wir ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung der venösen Funktionen über den Tag hinweg, indem wir eine kostengünstige, tragbare Sensortechnologie mit einer Smartphone-App verbinden.“ Ob nach einer Operation, zur Kontrolle oder für Menschen mit einer Thrombose-Vorgeschichte – veinXam erhebt zuverlässig relevante Daten auch ohne die Anwesenheit von Ärztinnen und Ärzten oder des Pflegepersonals.

Die Sensoreinheit erfasst die Blutvolumenänderung dabei mithilfe eines optischen Analog-Front-Ends, einer LED und Fotodioden für Licht mit 880 nm Wellenlänge im nahen Infrarotbereich. Die Daten werden via Bluetooth Low Energy an eine Smartphone-App übertragen, die dann alle notwendigen Auswertungsschritte durchführt. „Registriert das System eine krankhafte Veränderung, sendet es einen Alarm an das Stationspersonal im Krankenhaus oder zeigt bei häuslicher Anwendung einen Warnhinweis auf dem Smartphone des Patienten oder der Patientin an“, erklärt Kirchbuchner.

Entlastung des Gesundheitssystems durch eigenständige Kontrolle

Insbesondere ältere Menschen sind von Tiefen Beinvenenthrombosen betroffen: In dieser Altersgruppe liegt die Inzidenz bei fast 1:100. Für sie ist eine telemedizinische Anwendung wie veinXam des Fraunhofer IGD besonders hilfreich. Während die traditionelle Kontrolle durch eine Ärztin oder einen Arzt erfolgt, setzt veinXam auf die aktive Mitarbeit der Patientinnen und Patienten. „Nachdem das System nicht-invasiv auf der Haut angebracht wurde, erhalten die Nutzerinnen und Nutzer über eine App Anweisungen, wie sie die für die Messung notwendigen Pumpbewegungen ausführen sollen“, erklärt Kirchbuchner.

„In Deutschland herrscht Fachkräftemangel – mit der eigenständigen und dauerhaften Kontrolle durch veinXam können wir nicht nur die kostspielige Behandlung schwerwiegender Folgeerkrankungen vermeiden, sondern auch das medizinische Personal unterstützen“, betont er. veinXam bietet somit nicht nur eine effektive Methode zur Optimierung der Venenfunktionsmessung, sondern trägt auch zur Entlastung des Gesundheitssystems bei. Besucherinnen und Besucher der DMEA haben die Möglichkeit, den Prototyp des Systems live zu erleben und Einblicke in die veinXam-App zu erhalten. Außerdem präsentieren Forschende des Fraunhofer IGD diese und weitere telemedizinische Lösungen zur Verbesserung der Patientenversorgung im Rahmen einer Vortragssession auf der DMEA. Interessierte sind am Dienstag, 9. April, von 10.15 bis 11.00 Uhr auf die Programmfläche _HUB 1, Halle 1.2 eingeladen.

Weiterführende Informationen: https://www.igd.fraunhofer.de/de/produkte/gesundheit-und-pflege/ortsunabhaengige-venenfunktionsmessung.html 

Fraunhofer IGD auf DMEA

09. bis 11. April 2024

Fraunhofer-Gemeinschaftsstand: Halle 2.2, Stand D-108

Verantwortlicher für diese Pressemitteilung:

Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD
Frau Daniela Welling
Fraunhoferstraße 5
64283 Darmstadt
Deutschland

fon ..: +49 6151 155-146
web ..: https://www.igd.fraunhofer.de
email : presse@igd.fraunhofer.de

Über das Fraunhofer IGD:
Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD setzt seit über 30 Jahren Standards im Visual Computing, der bild- und modellbasierten Informatik. Die rund 210 Mitarbeitenden des Fraunhofer IGD unterstützten Unternehmen und Institutionen der Branchen Automotive, Gesundheit und Pflege, Bioökonomie und Infrastruktur, Software- und IT-Wirtschaft, Maritime Wirtschaft sowie Kultur- und Kreativwirtschaft. Das Fraunhofer IGD bietet konkrete technologische Lösungen und hilft bei der strategischen Entwicklung. Die Forscherinnen und Forscher betreiben Datenanalyse, konzipieren Soft- und Hardwaresysteme, entwickeln Prototypen und realisieren und implementieren visuell-interaktive Systeme. Schwerpunkte sind Mensch-Maschine-Interaktion, Virtual und Augmented Reality, künstliche Intelligenz, interaktive Simulation, Modellbildung sowie 3D-Druck und 3D-Scanning. Das Fraunhofer IGD betreibt seit 1987 Spitzenforschung und begleitet an seinen drei Standorten Darmstadt, Rostock und Kiel den gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Wandel mit anwendungsorientierten Lösungen. Internationale Relevanz entfalten seine Produkte durch die Zusammenarbeit mit dem österreichischen Schwesterinstitut an den Standorten Graz und Klagenfurt sowie die Beteiligung an verschiedensten EU-Projekten.

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DMEA 2024 – Fraunhofer IGD: Persönlicher Gesundheitsassistent am Arbeitsplatz

KI-Technologie in der Telemedizin

BildDas Fraunhofer IGD stellt auf der DMEA ein drahtloses und kontaktfreies System vor, das zum persönlichen Gesundheitsassistenten am Bildschirm-Arbeitsplatz wird. Als Weiterentwicklung der CareCam setzt STRAP neue Maßstäbe für die Gesundheitsförderung im Büro. Entwickelt in enger Zusammenarbeit mit dem Industriepartner Deep Care GmbH, nutzt STRAP hochpräzise Sensorik und KI-basierte Analysen, um die Vitaldaten der Nutzenden kontinuierlich zu erfassen und individuelle Empfehlungen zur Verbesserung des Wohlbefindens zu geben. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler geben auf der DMEA vom 9. bis 11. April 2024 in Berlin Einblicke in den aktuellen Stand ihres Projekts.

Langes Sitzen am PC strengt sowohl Augen als auch Rücken und Muskulatur an. Das Stresslevel steigt, Verspannungen, Kopf- und Rückenschmerzen sind die Folge. Um dem entgegenzuwirken, entwickelten die Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD die CareCam – eine Software, die mit Hilfe von Bilddaten und Künstlicher Intelligenz (KI) Nutzende warnt, wenn der Stresslevel steigt. Auf der DMEA in Berlin präsentiert das Fraunhofer IGD jetzt zusammen mit dem Industriepartner Deep Care GmbH eine Weiterentwicklung des Systems.

Fraunhofer-IGD-Expertise trifft auf Sensortechnologie von Deep Care

„STRAP markiert einen bedeutenden Fortschritt im Bereich des Betrieblichen Gesundheitsmanagements“, erklärt Dr.-Ing. Gerald Bieber, Leiter des Projekts am Fraunhofer IGD. Das System kombiniere eine Vielzahl von Sensoren in einer handlichen Hardware, um Vitaldaten wie Puls, Atmung oder Herzratenvariabilität eines Menschen bestimmen zu können. Zusammen mit den Bewegungs- und Haltungsdaten, die die Hardware von der Deep Care GmbH liefert, entsteht so ein ganzheitliches System zur Verbesserung des Wohlbefindens an Bildschirmarbeitsplätzen.

„Das Fraunhofer IGD ist der führende Kompetenzträger im Bereich der sensorbasierten Mustererkennung mit Methoden der KI“, sagt Lukas Heck, Projektleiter bei der Deep Care GmbH. Die Zusammenarbeit sei für Deep Care von großem Wert, da das Fachwissen und die Innovationskraft des Fraunhofer IGD die Entwicklung von STRAP entscheidend vorangetrieben habe. Die Forschenden bieten Partnern aus der Industrie, wie IT-Systemintegratoren im Bereich Telemedizin und Betriebliches Gesundheitsmanagement, eine umfassende wissenschaftliche Unterstützung. Diese reicht von der Durchführung von Studien über die Beratung und Entwicklung methodischer Konzepte bis hin zur praktischen Umsetzung und Markteinführung.

Datenschutz bei personalisierter Gesundheitsförderung im Fokus

Im Gegensatz zu Systemen, die wie CareCam auf Webcam-Technologie basieren, setzt das Fraunhofer IGD bei STRAP auf ein spezialisiertes Sensorik-System, das die Parameter anonym mittels präziser Abstandsmessungen und Bewegungserkennung berechnet. Informationen wie Gesichtserkennung, die Hautfarbe, Frisur oder andere persönliche Merkmale werden nicht erfasst. Die Daten verbleiben ausschließlich bei den Nutzenden und werden nur lokal gespeichert, damit eine Belastungsbewertung über längere Zeit möglich ist.

Das System überwacht nicht nur die Blinzelfrequenz, sondern erkennt auch Veränderungen in der Körperhaltung und im Gesichtsausdruck des Menschen vor dem Bildschirm. Auf dieser Basis analysiert STRAP das Stresslevel und schlägt entsprechende Maßnahmen vor. „Wenn das System Anzeichen von Stress oder ungünstiger Körperhaltung feststellt, bietet es Lösungen an, wie eine Anpassung der Sitzposition, kurze Stretching-Übungen oder eine Meditation“, erläutert Dr.-Ing. Gerald Bieber.

Flexibles System für Büro und Homeoffice

Der große Vorteil gegenüber kamerabasierten Systemen: Die Erfassung der Vitaldaten und Bewegungen erfolgt unabhängig von der Lichtsituation am Arbeitsplatz oder Aussehen der Nutzenden. Der Aufbau des handlichen Systems ist einfach, was die Lösung mobil macht. So kann sie sowohl im Rahmen des Betrieblichen Gesundheitsmanagements im Büro wie auch von den Nutzerinnen und Nutzern im Homeoffice als Arbeitsunterstützung, vielleicht später auch als Telemedizin-Anwendung genutzt werden.

Durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz lernt das System, Störgrößen auszugleichen und individuell für ihre Nutzerin oder ihren Nutzer Vorschläge für Bewegungspausen oder andere Maßnahmen auf sie oder ihn abzustimmen. Der digitale Assistent schlägt die Interventionen immer nur dann vor, wenn ein Mensch am PC eine längere Zeit in der gleichen ungünstigen Körperhaltung verweilt oder die Vitalwerte einen gefährlichen Stresslevel nahelegen.

Das Projekt STRAP wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

Weiterführende Informationen:

https://www.igd.fraunhofer.de/de/veranstaltungen/dmea.html 

https://deep-care.de/

https://fh-igd.de/STRAP 

Veranstaltungshinweis:

Forschende des Fraunhofer IGD präsentieren STRAP und weitere telemedizinische Lösungen zur Verbesserung der Patientenversorgung auch im Rahmen einer Vortragssession auf der DMEA.

Diese findet am Dienstag, 9. April, von 10.25 bis 10.35 Uhr auf der Programmfläche _HUB 1, Halle 1.2 statt.

Fraunhofer IGD auf DMEA

09. bis 11. April 2024

Fraunhofer-Gemeinschaftsstand: Halle 2.2, Stand D-108

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KI-Software-Suite zur Diagnose-Unterstützung bei Rückenschmerzen

Ziel des Projekts „SpineXplain“ ist die Entwicklung einer KI-Software-Suite zur Diagnose-Unterstützung bei Rückenschmerzen. Für die Vorschlagsdiagnose dient ein pathologie-unabhängiger Klassifikator.

BildZiel des Innovationsprojekts „SpineXplain“ ist die Entwicklung eines vorschlagsdiagnostischen Systems zur zuverlässigeren Diagnose von Rückenschmerzen basierend auf dynamischen und/oder funktionellen Daten. Die zu entwickelnde Software-Suite soll dabei sowohl die datenschutzkonforme und hochqualitative Erfassung und Aufbereitung der sensiblen Gesundheitsdaten aus dynamischen Ganganalysen als auch deren Analyse und Auswertung umfassen und diese Funktionen über eine Pipeline automatisiert ablaufen lassen. Das Projekt „SpineXplain“ wird mit einem Gesamtvolumen von rund 665.000 Euro aus dem Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert.

Ein Partner aus dem Innovationsnetzwerk AIMECA – die doc lifecare GmbH – arbeitet gemeinsam mit zwei Forschungspartnern – der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) – Fachgebiet Sportwissenschaft und der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz – Interprofessionelles Studienzentrum für Bewegungsforschung – an dem System zur Unterstützung der Diagnosestellung. Das herausragende Alleinstellungsmerkmal liegt in der nachvollziehbaren, robusten Analyse von dynamischen, multimodalen, datenschutzkonform verarbeiteten Gesundheitsdaten zur pathologie-unabhängigen Diagnose von Rückenschmerzen in einem klinischen Kontext.

Pathologie-unabhängige Klassifikation von Rückenschmerzen

Als Basis für die Vorschlagsdiagnose soll erstmalig ein robuster pathologie-unabhängiger Klassifikator aufgebaut werden. Durch das Verfahren werden seltene Pathologien ebenso detektiert wie häufige Pathologien, wodurch eine Unter- oder Fehlversorgung von Betroffenen durch ein One-solution-for-all-Verfahren verhindert wird. Auf diese Art trägt die Lösung zu einem System von personalisierter Medizin sowie Therapie bei und ermöglicht die individuelle Betrachtung des Behandlungserfolgs. Dabei rückt der Mensch als Individuum unter Beachtung von Datenschutz und Rechten der zu Behandelnden wieder in den Fokus der Medizin. Dies wird durch das strahlenfreie und berührungslose DIERS-System (DIERS International GmbH) ermöglicht, das dynamische und longitudinale Aufnahmen des Bewegungsapparates durch optische Oberflächenvermessungen erlaubt.

Einführung von KI in die Klinik

Das Ziel des F&E-Projekts ist die Entwicklung eines technischen Demonstrators, der übliche Hürden bei der Einführung von KI in die Klinik überwindet. Die Schwerpunkte liegen dabei auf der Entwicklung einer Datenpipeline für die Generierung und Aufbereitung von Messdaten, der robusten Auswertung multimodaler und dynamischer Daten, der Interpretierbarkeit der KI-generierten Diagnose, der Möglichkeit manueller Korrekturen durch Ärztinnen und Ärzte sowie der Sicherstellung von Datenschutz.

In der Entwicklungsphase übernimmt die doc lifecare GmbH den Aufbau einer zweisträngigen Datenpipeline für die multizentrische Datengenerierung und -aufbereitung unter Anwendung von Privacy Enhancing Technologies (PET) sowie das UX-Design des digitalen Produkts. Die RPTU entwickelt ein erklärbares KI-Modell für die robuste pathologie-unabhängige Klassifikation von dynamischen Daten in Bezug auf pathologische Auffälligkeiten. Das JGU-ISZB ist für den Aufbau einer regelbasierten Software-Funktionalität verantwortlich, um die klinische Verwertbarkeit der KI-Anwendung zu gewährleisten.

Die Idee zum Projekt „SpineXplain“ ist im Rahmen des Innovationsnetzwerks AIMECA – Künstliche Intelligenz in der medizinischen Versorgung entstanden, das über das Zentrale Innovations-programm Mittelstand (ZIM) gefördert wird. Im Zuge der Mitgliedschaft werden die Mitglieder aktiv bei der Realisierung von F&E-Projekten sowie der Sicherstellung der Finanzierung unterstützt. Betreut wird AIMECA von der IWS GmbH, die auch das Antragsmanagement der Kooperationsprojekte übernimmt und die Mitglieder intensiv bei der Entwicklung neuer Technologien begleitet.

Weitere Informationen finden Sie unter _www.aimeca.net_

Projektbeteiligte „SpineXplain“:

doc lifecare GmbH | Schlangenbad
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) – Fachgebiet Sportwissenschaft | Kaiserslautern
Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz – Interprofessionelles Studienzentrum für Bewegungsforschung | Mainz

Verantwortlicher für diese Pressemitteilung:

IWS Innovations- und Wissensstrategien GmbH
Frau Carmen Schulte
Deichstraße 29
20459 Hamburg
Deutschland

fon ..: 04036006630
fax ..: 040360066320
web ..: https://www.iws-nord.de/
email : mail@iws-nord.de

Die Innovationsfähigkeit mittelständischer Unternehmen ist der Schlüsselfaktor für Wachstum und Beschäftigung. Viele dieser Unternehmen sind Weltmarktführer mit Hightech-Produkten in bestimmten Marktnischen oder in Zulieferketten für große Unternehmen. IWS steht für den Technologie- und Wissenstransfer zwischen Industrie und Spitzenforschung und agiert branchenübergreifend dort, wo Innovation entsteht. Wir arbeiten in mehreren Technologienetzwerken mit Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammen, die den Nukleus für die gemeinschaftliche Entwicklung hochinnovativer Produkte, Verfahren oder technischer Dienstleistungen darstellen. Wir machen Ihre innovativen Ideen marktfähig!

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IWS Innovations- und Wissensstrategien GmbH
Herr Patrick Zessin
Deichstraße 29
20459 Hamburg

fon ..: 040360066315
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