Künstliche Intelligenz umgibt uns in allen Bereichen – auch in der Medizin von morgen. Aber wollen wir künstlicher Intelligenz wirklich unsere Gesundheit anvertrauen? In diesem Vortrag geht es darum, wie die Entscheidungen künstlicher Intelligenz erklärt werden und für die Diagnoseunterstützung von Ärztinnen und Ärzten eingesetzt werden kann. Am Beispiel des EKGs, als Ableitung der elektrischen Herzaktivität, betrachten wir verschiedene Methoden zur Erklärung von Entscheidungen künstlicher Intelligenz. Wir lernen verstehen, welches Potenzial künstliche Intelligenz in der Diagnoseunterstützung hat, wie sie Ärztinnen und Ärzten die Arbeit erleichtert und weshalb sie uns helfen kann, gesund zu bleiben.

Molecular processes remain hidden with imaging techniques approved for use in humans. Imaging in animals is required to understand the biological mechanisms in health and disease. Here, I will introduce how mice can glow to reveal the secrets of their biology and the fascinating world of imaging reporters that create measurable biosignals. Fluorescence imaging, using special light-emitting molecules, allows us to see and understand cellular activities in incredible detail. It's like having a high-powered microscope that shows us how genes express, proteins move, and cells communicate in real time. Bioluminescence imaging, inspired by nature's glow-in-the-dark creatures like fireflies, uses enzymes that light up when they interact with specific substances. This method is perfect for watching how diseases progress and how treatments work over time, all without invasive procedures. We'll explore the latest advancements in these technologies, showcasing glowing mice that help scientists track complex biological processes. These innovations not only produce fascinating images, they are also crucial for the development of new diagnostics and therapies.

Biosignale bieten in der Chirurgie vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Sie können sowohl während des Eingriffs als auch davor oder danach genutzt werden, um das Ergebnis des chirurgischen Eingriffes zu verbessern.

Während chirurgischer Eingriffe ist die kontinuierliche Überwachung von Biosignalen wie Herzfrequenz, Blutdruck, Sauerstoffsättigung und Atemfrequenz entscheidend. Diese Daten helfen, den Zustand des Patienten in Echtzeit zu überwachen und frühzeitig auf mögliche Komplikationen zu reagieren.

Bei bestimmten chirurgischen Eingriffen, insbesondere im Bereich der Neurochirurgie, wird die elektrophysiologische Überwachung eingesetzt. Techniken wie die intraoperative Elektromyographie (EMG) und das elektrokortikale Mapping helfen, kritische Nervenbahnen zu identifizieren und zu schützen, um postoperative neurologische Schäden zu vermeiden.

Biosignale spielen aber auch eine wichtige Rolle bei bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomographie (MRT) und der Computertomographie (CT). In Kombination mit Navigationssystemen ermöglichen sie präzise Echtzeitbilder und die genaue Lokalisation von Tumoren oder anderen Strukturen, was die Genauigkeit und Sicherheit chirurgischer Eingriffe erhöht.

In der robotergestützten Chirurgie können Biosignale zur Steuerung von chirurgischen Robotern genutzt werden. Sensoren erfassen die Bewegungen und Kräfte, die auf die Instrumente wirken, und übertragen diese in präzise, minimalinvasive Bewegungen.

Denkt man noch weiter, so lassen sich auch komplett neuartige Biosignale identifizieren, die in visionärer Forschung sowohl die Diagnostik als auch die operativen Behandlungen in Zukunft revolutionieren könnten. Hier soll ein Ausblick gegeben werden.

Die mobile Überwachung elektrophysiologischer Daten außerhalb des Labors rückt zunehmend in den Fokus für Anwendungen der Sportwissenschaften, für Gehirn-Computer-Schnittstellen, Neurofeedback oder kontinuierliches Eigenmonitoring.
In diesem Vortrag besprechen wir technologische und methodische Anforderungen sowie ausgewählte Lösungen modernster Sensoren und Signalverarbeitungsverfahren. Wir werden die Auswirkungen mobiler Aufnahmebedingungen im Lichte der Fortschritte bei der Entwicklung tragbarer Medizintechnik für die Hirnforschung für den realen, selbstanwenderbezogenen Einsatz diskutieren.