Innovationen aus dem „Medical Valley“
In den universitären Forschungszentren von Oberösterreich wird die digitale Revolution in der Medizin vorangetrieben. Digital-Health-Experte Thomas Kern gibt Einblick in die praxisnahen Projekte rund um Künstliche Intelligenz und Virtual Reality.
Die fortschreitende Digitalisierung wird vor allem im Gesundheitswesen massive Veränderungen mit sich bringen. Digital Health, die interdisziplinäre Verschränkung von Medizin, Patienten und digitalen Technologien, soll die Gesundheitsversorgung effizienter machen und den Weg für eine optimierte, personalisierte Medizin ebnen. Neue Geschäftsfelder werden erschlossen, die vermehrt von großen, internationalen Playern besetzt werden. Doch viele Innovationen stammen aus heimischen Forschungszentren. Eines davon ist das Forschungszentrum für technische Innovationen in der Medizin der FH Oberösterreich, kurz Timed Center genannt.
Das „Medical Valley“ Oberösterreichs
Im Timed Center werden verschiedenste Technologien verknüpft, um Probleme in der Medizin zu lösen und neue Ansätze zu entwickeln. Die Kompetenzen der vier FH-Fakultäten in Hagenberg, Linz, Wels und Steyr werden gebündelt und bilden das „Medical Valley“ Oberösterreichs. „Gemeinsam mit Partnern aus der Wirtschaft arbeiten wir an spezifischen Projekten und suchen nach zukunftsweisenden Lösungsansätzen. Dieses sehr praxisorientierte, fakultätsübergreifende Arbeiten ist in Österreich einzigartig“, erklärt Thomas Kern, Entwickler und Leiter des Timed Centers.
Der diplomierte Informatiker ist davon überzeugt, dass in Zukunft ein Leben ohne Künstliche Intelligenz (KI) weder für Ärzte noch für Patienten vorstellbar sein wird. „Mit Hilfe von Digital Health können Diagnosesysteme aufgebaut und Therapieprozesse unterstützt werden. Die selbstlernenden Systeme können zudem das Krankenhauspersonal entlasten“, betont Kern.
Unsicherheitsfaktor Datenschutz
Wie bei allen technischen Errungenschaften birgt jedoch auch diese Sparte nicht nur Chancen, sondern auch Risiken und Unsicherheiten. „Zum einen sollten Ärzte besser darüber aufgeklärt werden, was KI-Systeme aktuell können, und wie sie sie für ihre Zwecke einsetzen können“, so Kern. „Zum anderen ist es auch wichtig, Patienten zu mündigen Usern zu machen, damit sie digitale Diagnosesysteme richtig anwenden können.“
Eine weitere große Unsicherheit von Digital Health liegt im Bereich Datenschutz. Derzeit gebe es in Europa noch keine einheitlichen Regelungen. Hier sieht der Experte akuten Handlungsbedarf, um die sichere Nutzung sensibler Gesundheitsdaten zu gewährleisten.
An dieser Sicherheit arbeitet derzeit eine Forschungsgruppe des Softwareparks Hagenberg, einem Partner der FH Oberösterreich. Sie beschäftigt sich mit dem Thema Privacy Preserving Machine Learning. „Dabei geht es darum, eine sinnvolle Systemarchitektur zu schaffen, die Daten analysiert, ohne dabei Rückschlüsse auf einzelne Personen zuzulassen“, erklärt Kern die oberösterreichische Forschungsinitiative.
Patentierter Guave-Extrakt für Diabetiker
Die Projektbereiche des Timed Centers befinden sich an der Schnittstelle zwischen Medizin und Technik, sind aber inhaltlich sehr vielfältig. Eine der Forschungseinheiten hilft der traditionellen Pflanzenheilkunde auf die Sprünge. Die Molekularbiologen am Campus Wels arbeiten daran, die meist fehlenden wissenschaftlichen Wirkungsnachweise zu erbringen. In der modernen Medizin und Ernährung spielen diese Phytamine eine immer größere Rolle. Das Ziel der Forschung ist, die bioaktiven Extrakte künftig als Alternative zu konventionellen Wirkstoffen zu etablieren. Neben der klassischen Grundlagenforschung geht es hier auch um die Erzeugung funktioneller Lebensmittel und natürlicher Pharmazeutika und Nutrazeutika.
Bei Tests mit Guavefrüchten beispielsweise konnten die Forscher einen Extrakt herstellen, der die Glukoseaufnahme im Darm hemmt. Dieser Wirkstoff, der mittlerweile patentiert ist, kann Diabetikern dabei helfen, den Blutzuckerspiegel weniger schnell ansteigen zu lassen.
Hybrider OP-Simulator für Neurochirurgen
Ein weiterer großer Forschungsbereich des Timed Centers ist die Bioinformatik. Lebenswissenschafter und Informatiker arbeiten gemeinsam an der Entwicklung von Algorithmen und intelligenten Softwaresystemen zur Analyse biomedizinischer Daten. Die Forschungsgruppe verbindet die biomedizinische Datenanalyse mit den Methoden des maschinellen Lernens und der Bildverarbeitung. „Wir können so Faktoren bestimmen, die den Verlauf von Krankheiten beeinflussen, wie zum Beispiel Demenz, Krebserkrankungen und Diabetes“, erläutert Bioinfomatiker und Projektleiter Stephan Winkler.
Die Software von Hagenberg geht bereits um die Welt und wird von Ärzten, Biologen und Genetikern gleichermaßen verwendet. Diese Algorithmen werden laut Timed künftig klinischer Standard sein und die Fähigkeit besitzen, sich selbst zu optimieren.
Text: Gertraud Gerst; Bild: Timed Center
Thomas Kern, DI (FH)
Leiter des Timed Centers
Seit 2000 bringt der diplomierte Informatiker seine Erfahrung aus Software- und Knowledge-Engineering in die Forschung, Entwicklung und Lehre an der FH OÖ ein. Zu Beginn als wissenschaftlicher Mitarbeiter und Projektleiter, später im Zuge des Aufbaus und als Leiter des Research Centers Hagenberg und zuletzt bei der Entwicklung und Gründung des Timed Centers. Seit 2016 koordiniert er als Leiter des fakultätsübergreifenden Zentrums für technische Innovation in der Medizin interdisziplinäre Forschungsaktivitäten mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft.