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Montag, 03.08.2020

Forschung

Intelligente Roboter in der automatisierten Ultraschallbildgebung

Abb.: ZKIL

Die medizinische Ultraschallbildgebung ermöglicht eine strahlungsfreie, echtzeitfähige und kostengünstige Darstellung innerer Organe

Allerdings werden viel Fachwissen und Erfahrung benötigt, um aussagekräftige Bilder aufnehmen und interpretieren zu können. Außerdem sind die Bildaufnahmen selbst unter Experten kaum reproduzierbar. Eine Automatisierung der Ultraschallaufnahme mithilfe eines kollaborativen Roboters kann die sich oft wiederholenden Abläufe in der Bilderfassung übernehmen und dabei gleichzeitig die Reproduzierbarkeit der Untersuchungen erhöhen.

Das Institut für Robotik beschäftigt sich im Rahmen des Projekts "Intelligente Roboter in der automatisierten Ultraschallbildgebung" mit dieser Aufgabenstellung und verfolgt dabei folgende Zielsetzungen:

  • die Entlastung des medizinischen Personals in der Klinik,
  • die Ermöglichung umfangreicher Screenings durch autonome Systeme
  • sowie der Einsatz des Systems in menschenfeindlichen Umgebungen, wie z.B. in der Strahlentherapie.

Im Bereich der bildbasierten Robotersteuerung (Visual Servoing) werden tiefe Neuronale Netze (Deep Learning) für die selbstständige Analyse der Ultraschallbilder entwickelt, die dann in Roboterbewegungen umgesetzt werden. Ein solches System kann beispielsweise zur Verfolgung bestimmter Zielstrukturen, zur automatisierten Diagnostik oder zur Bildgebung großer Organe, die die Abdeckung größerer Körperregionen erfordern, eingesetzt werden.

Der zweite wesentliche Projektbereich fokussiert sich auf Verfahren, die dem Roboter das kontinuierliche Erlernen sensomotorischer Fähigkeiten ermöglichen (Probabilistic Reinforcement Learning). Dadurch kann beispielsweise eigenständig ein Ultraschallkopf am Patienten positioniert werden und insbesondere auf unvorhergesehene äußere Einflüsse, wie Bewegungen des Patienten, reagiert werden.

Weitere Information zu den Forschungsarbeiten des Instituts für Robotik und Kognitive System findet man auf folgender Webseite:

Überblick: Neuigkeiten aus dem Zentrum für Künstliche Intelligenz Lübeck

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