Das COSMO Wissenschaftsforum im Dresdner Stadtzentrum zeigte von Oktober 2024 bis Februar 2025 die Ausstellung „Dr. Zukunft – Medizintechnik aus der Dresdner Wissenschaft“. Verschiedene wissenschaftliche Einrichtungen und Forschungsprojekte präsentierten den Besuchern interaktive Exponate. Im Rahmen des Gesellschaftlichen Transfers (Q4) nahmen die SEMECO-Projekte Q1 – Sichere und vertrauenswürdige Systemarchitekturen, A2 – Psychoaktives, multisensorisches Kommunikationsimplantat und B2 – HybridEcho an der Ausstellung teil. Mit interaktiven Exponaten, Videos, Science-Comics, Spielen und Workshops stellten die Wissenschaftler ihre Projekte auf unterhaltsame Weise vor und regten die Besucher zur kritischen Auseinandersetzung mit den Forschungsthemen an. Die Themen des Zukunftsclusters SEMECO wurden durch das Barkhausen Institut (BI) auch für eine junge Zielgruppe zugänglich gemacht: im Lernlabor des BI konnten Schulklassen und Gruppen in interaktiven Workshops, die in enger Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern des Clusters konzipiert wurden, die Themen erkunden. Das COSMO Wissenschaftsforum wird gemeinsam vom Barkhausen Institut und Department of Speculative Transformation der TU Dresden in Zusammenarbeit mit den DRESDEN-Concept Partnern, der Dresdner Philharmonie und der Zentralbibliothek organisiert und kuratiert.
Vertrauenswürdige vernetzte Medizintechnik
Über vernetzte medizinische Geräte werden Informationen schneller weitergeleitet. So können Patienten besser versorgt werden. Zum Beispiel werden Gesundheitsdaten aus dem Krankenwagen an das Krankenhaus übermittelt, um dort die Versorgung der betroffenen Person vorzubereiten. Auch die Lebensqualität der Patienten verbessert sich, wenn sie ortsunabhängig betreut werden können. Zum Beispiel können sie mit einem vernetzten Herzschrittmacher selbstbestimmt ihre medizinischen Daten im Blick behalten. Sie müssen nicht für jede Kontrolle eine Arztpraxis aufsuchen. Dafür muss die Technologie sicher und zuverlässig funktionieren und sie muss vertrauenswürdig sein. Datenschutz, IT-Sicherheit und Betriebssicherheit sind die drei wesentlichen Säulen für eine vertrauenswürdige vernetzte Gesundheitsversorgung. Datenschutz sorgt dafür, dass sensible Daten nur für berechtigte Personen zugänglich sind. IT-Sicherheit schützt vor Angriffen und Manipulationen von Medizingeräten. Betriebssicherheit sorgt dafür, dass Geräte störungsfrei und zuverlässig arbeiten. Diesen Aufgaben widmet sich das Forschungsprojekt „Sichere und vertrauenswürdige Systemarchitekturen“ (SEMECO Q1).
Es umfasst die gesamte Verarbeitungskette – von der Erfassung medizinischer Daten über deren cloudbasierte Verarbeitung bis zur Steuerung medizinischer Geräte. Eine zentrale Herausforderung ist die Einhaltung der Zertifizierungsanforderungen für Medizinprodukte. Daher werden umfangreiche Schutzmaßnahmen entwickelt, die sowohl Endgeräte als auch cloudbasierte Datenverarbeitung berücksichtigen.
Ein aufmerksames Hörgerät
Hörgeräte erleichtern vielen Menschen das Leben, indem sie die Schallwellen verstärken. Jedoch funktionieren sie in manchen Situationen noch nicht optimal: Sprechen mehrere Personen zur gleichen Zeit, dann ist es sehr schwer, die Gespräche voneinander zu unterscheiden. In Zukunft könnten Hörgeräte automatisch erkennen, auf welches Gespräch sich der Träger oder die Trägerin konzentrieren möchte. Dieses Gespräch wird dann gezielt verstärkt und andere Geräusche werden unterdrückt. Das neue Gerät wird nicht mehr hinter der Ohrmuschel getragen, sondern im Mittelohr implantiert. Dort ist das Mikrofon mit dem Lautsprecher kombiniert und mit einem kleinen Computer verbunden, der hinter dem Ohr eingesetzt wird. Dieser Computer ist außerdem mit Elektroden auf dem Schädelknochen verknüpft, die die Hirnströme messen. Eine Künstliche Intelligenz auf dem Computer analysiert die Hirnströme und erkennt, auf welche Geräuschquelle sich die Person konzentriert. Diese Geräusche werden dann gezielt verstärkt.
Weiterentwicklung medizinischer Ultraschalltechnologie
Ultraschall ermöglicht eine schonende Untersuchung ohne Strahlenbelastung. Die Interpretation der verschiedenen Grautöne eines Ultraschallbildes erfordert jedoch viel Erfahrung. Ob ein heller Bereich im Bild ein Tumor oder harmloses Narbengewebe ist, muss oft durch eine Gewebeprobe überprüft werden. Eine neue Technologie soll hier Abhilfe schaffen und eine genauere Diagnose ermöglichen indem die Ultraschallbilder nicht nur schärfer werden, sondern auch verschiedene Gewebearten unterschieden werden können. Damit werden Diagnosen einfacher und für die Patienten sicherer. Wie das funktioniert? Ultraschall wird, wie andere Schallwellen auch, vom Gewebe zurückgeworfen. Dabei reflektiert jedes Gewebe durch seine spezielle Zusammensetzung die Schallwellen in einem individuellen Muster. Die Forschungsgruppe setzt nun eine größere Bandbreite an Ultraschallfrequenzen ein. Es treffen also mehr und unterschiedliche Schallwellen auf das Gewebe. Dadurch erhalten die Ärzte mehr auswertbare Daten und detailliertere Bilder mit besserer Auflösung. Sie können die Gewebearten – auch ohne Entnahme einer Probe – besser unterscheiden. Der Qualitätssprung dieser neuen Methode ist vergleichbar mit dem Wechsel von Schwarz-Weiß-Fotografie auf Farbfotografie. Während der Ausstellung konnten die Besucher ihren eigenen Hals schallen und versuchen mit einem herkömmlichen Ultraschallgerät verschiedene Organe zu identifizieren. Dieses interaktive Exponat verdeutlichte die Grenzen aktueller Ultraschallbildgebung und deren Verbesserungspotential.
Interesse der Öffentlichkeit an Wissenschaft fördern
Die Partner des SEMECO Zukunftsclusters sind davon überzeugt, dass die Öffentlichkeit sich mit den Chancen und Auswirkungen moderner Technologien und medizinischer Innovationen auseinandersetzen muss, um diese zu verstehen und zu akzeptieren. Daher ist eine klare und zugängliche Kommunikation unerlässlich. Wir freuen uns, dass viele mit SEMECO affiliierte Forscher aktiv zur COSMO-Ausstellung beigetragen haben und dabei halfen, die Kluft zwischen komplexer Wissenschaft und öffentlichem Bewusstsein zu überbrücken. Mit 1.900 Besuchern zog die Ausstellung mehr Besucher an, als die vorherige Ausstellung zum Thema Künstliche Intelligenz im Jahr 2023. Sie stieß auf große Begeisterung, was das wachsende Interesse an Medizintechnik widerspiegelt und zeigte die Vielfalt der Dresdner Forschung. Wir sind stolz darauf, Teil dieses dynamischen und innovativen Ökosystems zu sein, und freuen uns auf zukünftige Möglichkeiten des öffentlichen Engagements.
