IASON
Das Forschungsprojekt IASON zielt darauf ab, die Behandlung von Aneurysmen im Gehirn durch innovative KI-gestützte Simulations- und Analysewerkzeuge grundlegend zu verbessern.
Aktuell existiert keine ganzheitliche Lösung in der vaskulären Neurochirurgie, die alle relevanten Aspekte (Entscheidungsunterstützung zur Behandlungsnotwendigkeit, OP-Planung, Simulation, Risiko- und Outcomeanalyse) abdeckt. IASON bietet eine umfassende neurochirurgische Forschungsplattform, die fortschrittliche Technologien für die gesamte Patient Journey abbildet. Ziel ist, die Operationsplanung, Patient*innenselektion und chirurgische Ausbildung zu revolutionieren.
Die Vision von IASON ist eine entstehende Forschungsplattform, die Chirurg*innen durch realistische Flusssimulationen geplante Eingriffe beurteilen lässt und die Entwicklung optimaler Klipping-Strategien ermöglicht. Durch KI-gestützte Analysen sollen komplexe Situationen effizient simuliert und bewertet werden können. IASON wird eine ideale Operationsvorbereitung, innovative Ausbildungsmöglichkeiten und erhöhte Patient*innensicherheit durch präzise detaillierte Planung schaffen, die zu besseren Behandlungsergebnissen, weniger Risiken und insgesamt einer höheren Qualität der medizinischen Versorgung führt.
Projektziele und Lösungsansätze:
- Erforschung von KI-Methoden zur präzisen Segmentierung und Deformation von Gefäßbäumen.
- Entwicklung optimierter Methoden zur Bestimmung hämodynamischer Kennzahlen und Erstellung patient*innenspezifischer Risikovorhersagen.
- KI-basierte Echtzeit-Interaktion und Simulation nichtlinearer Materialmodelle für realistische Aneurysma-Klipping-Simulationen.
- Informationsgewinnung aus prä- und postoperativen Blutflusssimulationen zur Optimierung von OP-Strategien.
Die Projektergebnisse sollen langfristig zu einem Gesamtsystem in der vaskulären Neurochirurgie verwertet werden, das international vermarktet werden kann. Das Projekt stärkt die wissenschaftliche Reputation der beteiligten Institutionen und fördert den Wissenstransfer durch Publikationen, Konferenzen und Schulungen.
Erfolgreiches Vorprojekt MEDUSA
Das Forschungsprojekt MEDUSA zielte darauf ab, eine revolutionäre Trainings- und Planungsplattform für Neurochirurg*innen zu entwickeln, um komplexe Eingriffe am Gehirn detailreich und ganzheitlich simulieren zu können. Das Folgeprojekt davon, IASON, zielt darauf ab, mithilfe modernster KI-Methoden realistische Verformungen detaillierter anatomischer Modelle in Echtzeit zu berechnen. Dabei werden nichtlineare Materialmodelle und Ruptur simuliert.
Neueste KI-Methoden
Eine zentrale Rolle spielen Deep-Learning-basierte Surrogatmodelle und Physically-Informed Neural Networks (PINNs), die bereits erfolgreich zur Beschleunigung strömungs- und strukturmechanischer Simulationen eingesetzt wurden. Ein Alleinstellungsmerkmal von IASON ist die neuartige Kombination und Integration optimierter Methoden aus den Bereichen Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) und maschinelles Lernen (ML). Dies ermöglicht präzisere Aussagen über geeignete Behandlungsstrategien, eine optimierte Ressourcenallokation und eine verbesserte Risikovorhersage. Ergänzend dazu ist die schnelle und akkurate Kollisionserkennung ein essenzieller Bestandteil des Projekts, um eine realistische Interaktion zwischen chirurgischen Instrumenten und deformierbaren anatomischen Modellen zu gewährleisten, wobei ein optimaler Ausgleich zwischen Realismus und Rechenaufwand angestrebt wird.
Diese Arbeit wurde durch Forschungsfördermittel des Landes Oberösterreich über die FFG (Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft) gefördert [Fördernummer 921391, Projekt IASON].
Projektpartner
Details zum Projekt
- Projekt-Kurztitel: IASON
- Projekt-Langtitel: Intracranial Aneurysm Simulation and Outcome prediction for vascular Neurosurgery
- Fördercall: Ausschreibung AI-Region Upper Austria
- Projektpartner*innen:
- RISC Software GmbH (Konsortialführung)
- eularian solutions e.u.
- Medizinische Fakultät der Johannes Kepler Universität Linz
- Institut für Polymer Product Engineering (IPPE) der Johannes Kepler Universität Linz
- alpha medical concepts e.U.
- R’n’B Consulting
- Budgetvolumen: 912.811 Euro
davon Förderung (gesamt): 762.132 Euro - Laufzeit: 04/2025 – 03/2028 (36 Monate)
Ansprechperson
Dr. Michael Giretzlehner
Head of Unit Medical Informatics