Fokusthema Medizin

Digitale Innovationen für eine effiziente und verlässliche Medizin

Mit Software und KI die Gesundheitsversorgung neu gestalten

Software wird zu einer Schlüsseltechnologie der Medizin. KI-gestützte Systeme, digitale Zwillinge, vernetzte Medizintechnik und datengetriebene Entscheidungsunterstützung verändern die Art, wie Gesundheit verstanden, Krankheiten behandelt und Versorgung organisiert wird. Diese Entwicklung betrifft nicht nur Patientinnen und Patienten, sondern das gesamte Gesundheitsökosystem und dessen langfristige wirtschaftliche Tragfähigkeit. Die wissenschaftliche Herausforderung besteht darin, diese Potenziale in robuste, sichere und vertrauenswürdige Systeme zu überführen.

fortiss entwickelt KI-basierte Software- und Systemlösungen für eine vernetzte, personalisierte und vertrauenswürdige Gesundheitsversorgung. Die Forschung reicht von datengetriebenen Verfahren für Prävention, Diagnostik und Therapie bis zur sicheren Integration intelligenter Systeme in klinische und außerklinische Versorgungskontexte. Ziel ist es, medizinische Fachkräfte wirksam zu unterstützen, Gesundheitsdaten verantwortungsvoll nutzbar zu machen und neue Versorgungskonzepte wissenschaftlich fundiert zu realisieren.

Der Einsatz von KI und Software in der Medizin ist weit mehr als eine technologische Herausforderung. Entscheidend sind belastbare Methoden für Validierung, Verifikation, Systemintegration und regulatorische Konformität, damit innovative Lösungen sicher und zuverlässig in die Praxis überführt werden können. fortiss verbindet exzellente Forschung in KI und Software Engineering mit dieser methodischen Expertise und begleitet Innovationsprozesse von der Konzeptentwicklung über das Prototyping bis zur Erprobung unter realitätsnahen Bedingungen.

Wissenschaftliche Expertise für Anwendungsszenarien der Medizin

KI-gestützte Diagnoseverfahren

KI-Assistenzsysteme im klinischen Umfeld

Personalisierte Therapie und Rehabilitation

Smart Hospital: Vernetzte medizinische Systeme und digitale Klinikprozesse

Mobile Health: Vernetzte und patientenzentrierte Versorgung

Use Case

KI-gestützte Diagnoseverfahren

Maschinelles Lernen, Deep Learning und NLP erschließen neue Potenziale für die Diagnostik. Durch die intelligente Verknüpfung medizinischer Daten entstehen nachvollziehbare, validierte und praxisnahe KI-Lösungen für die klinische Anwendung.

Kompetenzen

fortiss entwickelt robuste Softwarearchitekturen gemäß IEC 62304, dem internationalen Standard für medizinische Software. Dadurch entstehen Systeme, die hohen Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und regulatorische Konformität gerecht werden und für den Einsatz in der Medizintechnik ausgelegt sind.

Der sichere Einsatz von KI in der Diagnostik erfordert belastbare Nachweise zu Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit. fortiss erforscht und entwickelt Methoden zur Validierung KI-basierter Diagnosesysteme entsprechend den Anforderungen der europäischen Medizinprodukteverordnung (MDR) und unterstützt deren Bewertung unter realitätsnahen Bedingungen.

Akzeptanz in der medizinischen Praxis setzt voraus, dass KI-gestützte Empfehlungen nachvollziehbar bleiben. fortiss erforscht Verfahren der Explainable AI (XAI), die Entscheidungsgrundlagen transparent machen und medizinisches Fachpersonal bei der Interpretation und Einordnung von Ergebnissen unterstützen.

fortiss entwickelt Deep-Learning-Verfahren zur Analyse von CT-, MRT- und weiteren Bildgebungsdaten. Die Systeme unterstützen die Erkennung relevanter Muster und Auffälligkeiten und tragen dazu bei, diagnostische Prozesse effizienter und konsistenter zu gestalten.

KI-Systeme verbinden strukturierte und unstrukturierte Daten aus elektronischen Gesundheitsakten, Laborwerten, Bildgebung und klinischen Dokumentationen. Mithilfe von Natural Language Processing (NLP) werden relevante Informationen aus Freitexten wie Arztberichten oder Patientenhistorien extrahiert und zu einem umfassenden Patientenbild zusammengeführt.

Referenzprojekte

Neural Network Dependability Kit

Unterstützung des Safety-Engineering neuronaler Netze

Systematische Absicherung neuronaler Netze für den zuverlässigen Einsatz von KI in sicherheitskritischen Anwendungen.
HCML Erklärbarkeit

Erklärbarkeit in der KI-gestützten Entscheidungsfindung

Mit der zunehmenden Verbreitung von Künstlicher Intelligenz (KI) und Algorithmen des maschinellen Lernens in der Gesellschaft wird die Interpretierbarkeit und…
PlaTFoRm

Testfallgenerierung für robuste sicherheitskritische Systeme

Im Projekt PlaTFoRm untersucht fortiss in einem gemeinsamen Projekt mit Verified Systems International GmbH in Deutschland sowie mit D-Risq Ltd und der…

Im Fokus

Erfolgsgeschichte

Diabeteserkennung auf der Netzhaut durch KI

Die KI-Lösung erkennt frühzeitig DR-Indikatoren in Netzhautbildern und unterstützt Augenärzte so bei präzisen Diagnosen – sicher, nachvollziehbar und direkt am Untersuchungsgerät einsetzbar.
Aktuelles

Innovative Testverfahren für mehr Sicherheit in kritischen Systemen

Für sichere Medizintechnik der Zukunft entwickelt fortiss Testverfahren, die kritische Architekturfehler bereits in frühen Entwicklungsphasen identifizieren.
Use Case

KI-Assistenzsysteme im klinischen Umfeld

KI-Assistenzsysteme ermöglichen die Echtzeitauswertung medizinischer Daten und unterstützen klinische Entscheidungen. Human-in-the-Loop-Konzepte verbinden datenbasierte Empfehlungen mit menschlicher Expertise.

Kompetenzen

fortiss entwickelt Softwarelösungen nach internationalen Standards für sicherheitsrelevante Medizintechnik. Im Fokus stehen robuste Architekturen, hohe Zuverlässigkeit und die Erfüllung regulatorischer Anforderungen für den Einsatz in klinischen Umgebungen.

Der erfolgreiche Einsatz von KI in der Medizin erfordert ein Zusammenspiel von algorithmischer Analyse und menschlicher Fachkompetenz. fortiss entwickelt Human-in-the-Loop-Konzepte, bei denen KI-Systeme transparent unterstützen, während die Verantwortung und finale Entscheidung beim medizinischen Fachpersonal verbleiben.

KI-Lösungen entfalten ihren Nutzen erst durch die nahtlose Einbindung in bestehende Versorgungsprozesse. fortiss entwickelt Methoden zur Integration intelligenter Assistenzsysteme in Krankenhausinformationssysteme, Patientendatenmanagementsysteme und weitere klinische IT-Landschaften, um einen durchgängigen und sicheren Datenaustausch zu gewährleisten.

Für den Einsatz in sicherheitskritischen Umgebungen müssen KI-Systeme unter realitätsnahen Bedingungen zuverlässig nachweisbar funktionieren. fortiss entwickelt Verfahren zur Verifikation, Validierung und Absicherung KI-basierter Assistenzsysteme, um deren Vertrauenswürdigkeit und Praxistauglichkeit systematisch zu bewerten.

fortiss erforscht KI-Verfahren für medizinische Anwendungen, bei denen Daten kontinuierlich verarbeitet und Entscheidungen innerhalb kürzester Zeit unterstützt werden müssen. Neben der Echtzeitanalyse von Vitaldaten und Biosignalen entwickelt fortiss ereignisgesteuerte und neuromorphe KI-Ansätze, die relevante Veränderungen direkt an der Datenquelle erkennen und mit minimaler Latenz verarbeiten. Diese ressourceneffizienten Verfahren ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung und intelligente Auswertung von Sensorströmen und schaffen die Grundlage für zukünftige medizinische Systeme, die auch unter hohen Anforderungen an Reaktionsgeschwindigkeit, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit betrieben werden können.

Referenzprojekte

GRATA

GraphRAG-basiertes Trainings- und Ausbildungssystem für robotergestützte Chirurgie

Im GRATA-Projekt wird ein modulares Ausbildungs- und Trainingssystem für die robotergestützte Chirurgie entwickelt. Generative KI-Basismodelle werden zu…
KOMET

Plattform für kontinuierliche Analyse von Modellqualität im Systems Engineering

Im Projekt KOMET entwickelt fortiss automatisierte Verfahren zur Qualitätsverbesserung von Systemmodellen, die bei der Entwicklung komplexer Produkte wie…
EMMANÜELA

Energieeffiziente Mensch-Maschine-Interaktion über Edge-KI für AR/VR

Das Projekt untersucht das Potenzial neuromorpher Sensorik und neuromorphen Computings für Anwendungen in Augmented und Virtual Reality. Ziel ist es,…

Im Fokus

Aktuelles

Training mit KI für den OP von morgen

Robotergestützte Chirurgie neu trainieren: GRATA kombiniert Simulation, Wissensmodelle und generative KI für die Ausbildung.
Fallstudie

Steuerungssystem für eine sichere, flexible und effiziente Mensch-Roboter-Kollaboration

Automatisierung durch Kollaboration in der Fertigung- und Bauindustrie, speziell zugeschnitten auf die Bedürfnisse von KMU.
Use Case

Personalisierte Therapie und Rehabilitation

Digitale Zwillinge, datengetriebene Modelle und adaptive Algorithmen ermöglichen personalisierte Therapieansätze. Virtuelle Patientenmodelle bilden Krankheits- und Therapieverläufe ab und unterstützen die kontinuierliche Anpassung von Behandlungsstrategien.

Kompetenzen

Digitale Zwillinge ermöglichen die Abbildung patientenspezifischer Zustände, Krankheitsverläufe und Therapieeffekte in virtuellen Modellen. Durch die Integration von Sensordaten, medizinischem Fachwissen und datengetriebenen Verfahren entstehen Prognosemodelle, die individuelle Therapieentscheidungen unterstützen und Behandlungspfade bewertbar machen.

Intelligente Algorithmen unterstützen die Modellierung von Therapieverläufen und die Bewertung möglicher Behandlungsstrategien. Auf Basis individueller Patientendaten können Therapieeffekte prognostiziert und personalisierte Behandlungspfade datenbasiert optimiert werden.

Moderne Therapiesysteme müssen auf Veränderungen im Krankheits- und Behandlungsverlauf reagieren können. Adaptive Softwarearchitekturen und KI-Verfahren ermöglichen eine dynamische Anpassung medizinischer Anwendungen an individuelle Patientendaten, Therapieergebnisse und klinische Rahmenbedingungen.

Virtuelle und erweiterte Realitäten schaffen neue Möglichkeiten für die neurologische, kognitive und physische Rehabilitation. Adaptive Trainingsumgebungen erlauben eine individuelle Gestaltung therapeutischer Maßnahmen und unterstützen die kontinuierliche Anpassung an den Rehabilitationsfortschritt.

Die kontinuierliche Auswertung von Patienten- und Sensordaten liefert wertvolle Erkenntnisse über den Therapieverlauf. Veränderungen, Therapieerfolge und potenzielle Anpassungsbedarfe können frühzeitig erkannt werden und bilden die Grundlage für eine personalisierte und evidenzbasierte Behandlungsunterstützung.

Referenzprojekte

SpikingBody

Energieeffiziente Gesten- und Bewegungserkennung in Echtzeit mit neuromorpher KI

Dieses Projekt zielt auf biologisch inspirierte Erfassungs- und Verarbeitungslösungen für eine energieeffiziente und adaptive Gesten- und Bewegungserkennung mit…
UCON

Sichere, kontinuierliche Nutzungskontrolle durch formale Spezifikation und Verifikation

Moderne Sicherheitsarchitekturen stützen sich auf ausgefeilte Nutzungskontrollmechanismen, die den Zugang und die Nutzung von Ressourcen kontrollieren. Es ist…

Im Fokus

Aktuelles

Neuromorphe KI revolutioniert Tennis: Präzise und energieeffiziente Aktionserkennung in Echtzeit

Robotergestützte Chirurgie neu trainieren: GRATA kombiniert Simulation, Wissensmodelle und generative KI für die Ausbildung.
Fallstudie

Verlässliche Nutzungskontrolle für sichere Richtliniendurchsetzung in Cloud, Edge und IoT

Formale Methoden, Monitoring und automatisierten Analysen zur kontinuierlichen Durchsetzung und Verifikation von Zugriffsrechten in dynamischen Umgebungen.
Use Case

Smart Hospital: Vernetzte medizinische Systeme und digitale Klinikprozesse

Vernetzte Medizingeräte, klinische Informationssysteme und digitale Gesundheitsanwendungen erfordern interoperable Softwarearchitekturen. Sie ermöglichen einen sicheren Datenaustausch, datenbasierte Entscheidungen und effiziente klinische Prozesse.

Kompetenzen

Die zuverlässige Zusammenarbeit heterogener Systeme setzt standardisierte Schnittstellen und gemeinsame Datenmodelle voraus. Moderne Integrationsansätze ermöglichen die Anbindung von Medizingeräten, Krankenhausinformationssystemen und digitalen Gesundheitsanwendungen auf Basis etablierter internationaler Standards.

Vernetzte medizinische Geräte und cyber-physische Systeme stellen hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit, Sicherheit und Wartbarkeit. Moderne Softwarearchitekturen schaffen die Grundlage für den sicheren Betrieb intelligenter Systeme im klinischen Umfeld.

Die Verlagerung von Datenverarbeitung und KI-Funktionen direkt auf medizinische Geräte und Sensorsysteme ermöglicht schnelle Reaktionszeiten, geringere Kommunikationsaufwände und mehr Datensouveränität. Edge-basierte Architekturen schaffen die Grundlage für intelligente, resiliente und echtzeitfähige Medizinsysteme in klinischen Umgebungen.

Kontinuierlich erfasste Daten aus Medizingeräten und Sensorsystemen liefern wertvolle Informationen für Diagnostik, Therapie und Patientenüberwachung. Verfahren zur Echtzeitverarbeitung ermöglichen die zeitnahe Bereitstellung relevanter Informationen für klinische Entscheidungsprozesse.

Das Zusammenspiel komplexer Systemlandschaften muss bereits vor dem produktiven Einsatz umfassend überprüft werden. Realitätsnahe Test- und Validierungsumgebungen ermöglichen die Bewertung von Stabilität, Sicherheit, Interoperabilität und Skalierbarkeit unter praxisnahen Bedingungen.

Mit zunehmender Vernetzung steigen die Anforderungen an Datenschutz, Informationssicherheit und regulatorische Compliance. Sichere Softwarearchitekturen, robuste Kommunikationsmechanismen und strukturierte Entwicklungsprozesse bilden die Grundlage für vertrauenswürdige digitale Gesundheitssysteme.

Digitale Plattformen schaffen die technische Basis für durchgängige klinische Abläufe, sektorübergreifende Zusammenarbeit und neue Versorgungskonzepte. Skalierbare Softwarelösungen unterstützen die Automatisierung von Prozessen sowie Telehealth- und datengetriebene Gesundheitsanwendungen.

Referenzprojekte

ZNAflow

KI-basierte Assistenzsysteme zur optimierten Steuerung der zentralen Notaufnahme

Die Zentrale Notaufnahme (ZNA) ist die Anlaufstelle in Krankenhäusern für die Akutbehandlung von Notfällen. In diesem kritischen Bereich sind effiziente Abläufe…
SemComIIoT

Zuverlässige und latenzarme IIoT-Kommunikation durch semantische Ansätze

Das Forschungsprojekt SemComIIoT ist eine Mobilitätskooperation zwischen fortiss und der Shandong University China. Dabei werden die Möglichkeiten der…

Im Fokus

Aktuelles

KI-Assistenzsystem entlastet Notaufnahmen und verbessert Patientenversorgung

In Deutschland stehen Notaufnahmen unter Druck: Ein KI-Assistenzsystem unterstützt, Engpässe früh zu erkennen und Abläufe effizient zu steuern.
Aktuelles

Software nach dem Vorbild des Gehirns

Simulationsplattform für neuromorphe KI, Robotik und maschinelles Lernen mit virtuellen und physischen Agenten.
Use Case

Mobile Health: Vernetzte und patientenzentrierte Versorgung

Wearables, intelligente Sensorsysteme und digitale Gesundheitsanwendungen ermöglichen eine kontinuierliche Versorgung über den klinischen Kontext hinaus. Datengetriebene Analysen und vernetzte Plattformen unterstützen personalisierte Betreuung, Prävention und Nachsorge.

Kompetenzen

Digitale Gesundheitsanwendungen müssen gleichermaßen wirksam, verständlich und einfach bedienbar sein. Nutzerzentrierte Entwicklungsansätze und systematische Anforderungsanalysen schaffen die Grundlage für barrierearme Lösungen, die sich an den Bedürfnissen von Patientinnen, Patienten und medizinischem Fachpersonal orientieren.

Die intelligente Auswertung von Sensor-, Wearable- und Patientendaten ermöglicht die frühzeitige Erkennung relevanter Veränderungen im Gesundheitszustand. Datengetriebene Verfahren unterstützen Therapieentscheidungen, identifizieren individuelle Risikomuster und schaffen die Grundlage für personalisierte Versorgungsansätze.

Skalierbare Plattformarchitekturen verbinden die schnelle Verarbeitung lokaler Daten mit langfristigen Analyse- und Modellierungsverfahren. Dadurch können Gesundheitsdaten sicher integriert, kontinuierlich ausgewertet und für patientenindividuelle Unterstützungssysteme nutzbar gemacht werden.

 

Die lokale Verarbeitung physiologischer Signale direkt auf Endgeräten ermöglicht kurze Reaktionszeiten, hohe Energieeffizienz und eine reduzierte Abhängigkeit von zentralen Infrastrukturen. Neuromorphe und Edge-basierte KI-Ansätze unterstützen die kontinuierliche Gesundheitsüberwachung, ereignisgesteuerte Analysen und personalisierte Behandlungsstrategien über lange Einsatzzeiträume hinweg.

Der Nutzen mobiler Gesundheitsanwendungen entfaltet sich erst durch die nahtlose Einbindung in bestehende Versorgungsstrukturen. Standardisierte Schnittstellen ermöglichen den sicheren Informationsaustausch zwischen Patientinnen und Patienten, medizinischen Einrichtungen und klinischen Informationssystemen.

 

Der Umgang mit sensiblen Gesundheitsdaten erfordert hohe Anforderungen an Sicherheit und Transparenz. Privacy-by-Design-Prinzipien, sichere Kommunikationsmechanismen und differenzierte Zugriffsmodelle bilden die Grundlage für regulatorisch konforme und vertrauenswürdige digitale Gesundheitslösungen.

Referenzprojekte

Fussballliebe

Energieeffiziente, lernfähige Wearables für die nächste Fussballergeneration

Dieses Projekt zielt darauf ab, tragbare Sensoren auf Basis neuromorpher Technologien zu erforschen und zu entwickeln, insbesondere für den Einsatz im Fußball.…
trAIner

KI-gestützte Leistungsanalyse und Belastungserkennung für die Spielerentwicklung im Amateursport

Künstliche Intelligenz (KI) Systeme bieten das Potenzial für eine kontinuierliche Verfolgung und Analyse der auftretenden Belastungen im Sport – insbesondere…

Angebote für die Medizinbranche

Angebote

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Workshop

Energieeffiziente KI für intelligente Systeme

In diesem Workshop erfahren Sie, wie KI ressourcenschonend umgesetzt wird. Sie vertiefen Ihr Wissen zu Edge-KI, Effizienzmethoden und Neuromorphic Computing.
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