Forschungscampus STIMULATE 2. Förderphase; Teilvorhaben: iMRI-Solutions, iCT-Solutions, Immunoprofiling, Computational Medicine

Abstract

Zu Beginn der zweiten Förderphase stand der Forschungscampus STIMULATE vor der Aufgabe, die bildgeführte minimal-invasive Tumortherapie technologisch und klinisch so weiterzuentwickeln, dass diese von einer überwiegend palliativen hin zu einer kurativen Behandlungsoption überführt werden kann. Die ursprüngliche Aufgabenstellung umfasste daher die konsequente Ausrichtung aller Forschungsaktivitäten auf das Erreichen einer vollständigen Tumorablation (A0) in Leber und Lunge, zwei Organen, die aufgrund komplexer Gefäßstrukturen bzw. luftgefüllter Gewebe besondere technische Herausforderungen darstellen. Vor Projektbeginn lag der wissenschaftlich-technische Stand der bildgeführten Ablation darin, dass sowohl CT1- als auch MRT-gestützte Verfahren nur an wenigen spezialisierten Zentren etabliert waren. Diagnostische Systemarchitekturen, eingeschränkter Patientenzugang, unzureichendes intraoperatives Therapiemonitoring sowie fehlende dedizierte interventionelle Geräte begrenzten die klinische Anwendung maßgeblich. Zudem konnten ablatierte Tumorareale bislang nicht in Echtzeit beurteilt werden; ein sicherer Nachweis des Therapieerfolgs war nur postoperativ möglich. Auch im Bereich der KI-gestützten Therapieplanung und -überwachung bestand substantieller Entwicklungsbedarf, insbesondere hinsichtlich organbewegungskorrigierter Verfahren und schneller Analysemethoden. Die zweite Förderphase knüpfte nahtlos an umfangreiche Vorarbeiten an, die in der ersten Förderperiode geschaffen wurden. Dazu gehören u.a. ein MRT-Hightech-Demonstrator für Interventionen, Vorarbeiten zu CT-Bildrekonstruktions- und Dosisreduktionsverfahren, robotische Assistenzsysteme sowie KI-basierte Segmentierungs- und Planungsalgorithmen. Auf dieser Basis verfolgte die zweite Förderphase das Ziel, technische, biologische und softwarebasierte Lösungsansätze in einem ganzheitlichen, workfloworientierten Konzept zusammenzuführen. Dies umfasste die Erforschung interventioneller MRT- und CT-Systeme, die Entwicklung robuster Methoden des Therapiemonitorings (3D-Thermometrie, CT-Signalveränderungen), die Integration KI-gestützter Planungssuiten (OnkoNet/TherapyNet) sowie die systematische Untersuchung immunologischer Parameter zur Therapieoptimierung. Insgesamt zielte das Vorhaben darauf ab, die Voraussetzungen für die breite klinische Anwendung kurativer, bildgeführter lokaler Therapien zu schaffen und damit einen zentralen Beitrag zur zukünftigen Patientenversorgung zu leisten.