Digitale Präzisionschirurgie
Lernender Kreislauf für personalisierte Chirurgie
Jeder Mensch ist anatomisch einzigartig. Gerade bei komplexen chirurgischen Eingriffen braucht es deshalb Behandlungen, die sich möglichst präzise an der individuellen Situation jeder Patientin und jedes Patienten orientieren.
Der Innovations-Focus Digitale Präzisionschirurgie vereint die Expertise verschiedener chirurgischer Fachgebiete, darunter die Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, die Orthopädie und Traumatologie, die Neurochirurgie, die Wirbelsäulenchirurgie sowie weitere Disziplinen. Gemeinsam entsteht ein digitaler Kreislauf, der moderne Technologien entlang des gesamten Behandlungspfads miteinander verbindet.
Von der Bildgebung über die Analyse, Planung und Simulation bis hin zur Behandlung, Nachsorge und systematischen Auswertung der Ergebnisse entsteht ein lernendes System, das chirurgische Eingriffe präziser, sicherer und individueller macht.
Durchgängige Orchestrierung
Viele Technologien wie künstliche Intelligenz, digitale Zwillinge, Navigation, Robotik oder 3D-Druck existieren bereits heute. Oft arbeiten diese Systeme jedoch getrennt voneinander.
Die Digitale Präzisionschirurgie verbindet sie erstmals zu einem gemeinsamen System. Wie in einem gut eingespielten Orchester übernimmt jede Technologie eine wichtige Rolle. Erst ihr Zusammenspiel ermöglicht eine neue Form der personalisierten, digitalen Chirurgie.
Die Digitale Präzisionschirurgie wird dabei bewusst fachübergreifend entwickelt und soll langfristig unterschiedlichste chirurgische Disziplinen unterstützen, von der rekonstruktiven Chirurgie über die Onkologie bis hin zu weiteren spezialisierten Eingriffen.
Wie funktioniert das Zusammenspiel?
Aus CT-, MRT- oder 3D-Fotodaten entsteht ein digitales Modell der individuellen Anatomie, ein sogenannter digitaler Zwilling. Damit können Eingriffe bereits vor der Operation virtuell geplant und simuliert werden.
Bei Bedarf werden patientenspezifische Operationshilfen oder Implantate hergestellt. Während der Operation unterstützen digitale Navigationssysteme, Augmented Reality oder robotische Assistenzsysteme die präzise Umsetzung der Planung. Die Behandlungsergebnisse fliessen anschliessend wieder in das System zurück. Dabei werden sowohl klinische Ergebnisse als auch patientenberichtete Resultate (PROMs) und objektive Behandlungsergebnisse (CROMs) erfasst. Diese Daten helfen, Behandlungen kontinuierlich weiterzuentwickeln und das System laufend zu verbessern.
Welche Aspekte sind neu?
Die Innovation liegt nicht in einer einzelnen Technologie, sondern in ihrer intelligenten Vernetzung. Erstmals werden medizinische Bildgebung, künstliche Intelligenz, digitale Zwillinge, 3D-Druck, Navigation, robotische Assistenz und Behandlungsergebnisse in einem gemeinsamen, selbstlernenden Kreislauf zusammengeführt.
Daraus resultiert ein durchgängiger digitaler Behandlungspfad: von der Diagnose über Analyse, Planung und Simulation bis hin zur Behandlung, Nachsorge und systematischen Auswertung der Ergebnisse. Die gewonnenen Erkenntnisse fliessen wieder in zukünftige Behandlungen ein und helfen, Prozesse kontinuierlich zu verbessern.
So entsteht ein lernendes System, das moderne Technologien nicht isoliert einsetzt, sondern sie gezielt miteinander verbindet, um die chirurgische Versorgung langfristig präziser, sicherer und individueller zu gestalten.
Für wen ist das Projekt besonders relevant?
Der Innovations-Focus richtet sich an Patientinnen und Patienten mit komplexen chirurgischen Erkrankungen oder Fehlbildungen, bei denen eine individuelle Planung und präzise Umsetzung besonders wichtig sind.
Zu den Anwendungsgebieten gehören beispielsweise:
- Lippen-Kiefer-Gaumenspalten
- Fehlbildungen des Schädels
- Defekte nach Tumoroperationen
- komplexe Knochen- oder Gesichtsrekonstruktionen
- komplexe Frakturen und Korrektureingriffe am Bewegungsapparat
- neurochirurgische Eingriffe in anatomisch anspruchsvollen Regionen
- komplexe Eingriffe an der Wirbelsäule
Der Innovations-Focus Digitale Präzisionschirurgie wird dabei von Beginn an fachübergreifend entwickelt. Gemeinsam mit verschiedenen chirurgischen Disziplinen entstehen digitale Behandlungspfade, die eine präzisere Planung, personalisierte Therapien und eine kontinuierliche Verbesserung der Behandlung ermöglichen.
Was bedeutet das Projekt für Patientinnen und Patienten?
Digitale Präzisionschirurgie soll helfen:
- Operationen genauer und vorhersagbarer vorzubereiten
- Eingriffe minimalinvasiv durchzuführen
- Risiken und Komplikationen zu reduzieren
- Eingriffe besser verständlich zu machen
- Behandlungen stärker zu personalisieren
- die Qualität und Sicherheit chirurgischer Eingriffe langfristig zu verbessern
Patientinnen und Patienten können ihre individuelle Situation häufig bereits vor dem Eingriff anhand von 3D-Modellen nachvollziehen. Dies erleichtert das Verständnis der Behandlung und unterstützt gemeinsame Entscheidungen mit dem Behandlungsteam. Gleichzeitig bleibt der Mensch immer im Mittelpunkt: Die Technologie unterstützt medizinisches Fachpersonal, sie ersetzt sie nicht.
Von der Forschung in die klinische Anwendung
Der Innovations-Focus baut auf langjähriger klinischer und wissenschaftlicher Erfahrung mit virtueller Operationsplanung, patientenspezifischen Implantaten, medizinischem 3D-Druck und weiteren innovativen Technologien auf. Ziel ist es, diese modernen Technologien über die Forschung hinaus sicher, validiert und nachhaltig in die Patientenversorgung zu bringen.
Langfristig soll das lernende System nicht nur einzelnen Spezialfällen vorbehalten sein, sondern als sicherer, standardisierter und skalierbarer Bestandteil der chirurgischen Versorgung etabliert werden.
Das Team des Innovations-Fokus Digitale Präzisionschirurgie
Prof. Dr. mult. Florian M. Thieringer, MHBA
Chefarzt
Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Co-Leiter 3D Print Lab
Tel. +41 61 265 7344
Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Andreas Müller, PhD, MHBA
Leitender Arzt
Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Leiter Team Universitäres Zentrum für Lippen-Kiefer-Gaumenspalten und Gesichtsfehlbildungen
Häufige Fragen und Antworten (FAQ)
Was ist ein digitaler Zwilling?
Ein digitaler Zwilling ist ein personalisiertes, virtuelles 3D-Modell eines Körperbereichs oder der individuellen Anatomie. Er basiert auf Bilddaten wie CT-, MRT- oder 3D-Scans und ermöglicht eine individuelle Operationsplanung und Simulation.
Ersetzt künstliche Intelligenz das medizinische Fachpersonal?
Nein. KI unterstützt medizinische Fachpersonen bei Analyse, Planung und Entscheidungsfindung. Die Verantwortung für die Behandlung bleibt immer beim Behandlungsteam.
Welche Daten werden verwendet?
Verwendet werden medizinische Routinedaten wie CT-, MRT- oder 3D-Oberflächenscans. Dabei werden sowohl klinische Ergebnisse als auch patientenberichtete Resultate (PROMs) und objektive Behandlungsergebnisse (CROMs) erfasst. Diese Daten helfen, Behandlungen kontinuierlich weiterzuentwickeln und das System laufend zu verbessern.
Wie werden meine Daten geschützt?
Der Schutz von Patientendaten hat höchste Priorität. Daten werden ausschliesslich innerhalb sicherer klinischer Systeme verarbeitet und nur von autorisierten Personen genutzt. Daten werden pseudonymisiert oder anonymisiert. Alle Anwendungen erfüllen die geltenden rechtlichen, ethischen und regulatorischen Anforderungen.
Wer entwickelt die eingesetzten KI-Systeme?
Die KI-Systeme werden in enger Zusammenarbeit zwischen Ärztinnen und Ärzten, Forschenden, Ingenieurinnen und Ingenieuren sowie ausgewählten Technologiepartnern entwickelt. Die klinische Verantwortung, die Datenhoheit und die wissenschaftliche Validierung bleiben dabei am Universitätsspital Basel verankert. Alle Anwendungen werden vor ihrem Einsatz sorgfältig geprüft und klinisch validiert.
Sind 3D-gedruckte Implantate sicher?
Ja. Für medizinische Implantate dürfen nur zugelassene und zertifizierte Materialien verwendet werden. Die Entwicklung und Herstellung erfolgen nach klar definierten Qualitäts- und Sicherheitsstandards.
Welche Vorteile bietet medizinischer 3D-Druck?
3D-Druck ermöglicht die Herstellung patientenspezifischer Modelle, Operationshilfen und Implantate. Dadurch können Eingriffe präziser geplant und individueller umgesetzt werden.