Epilepsie-Behandlung Deutsches Engineering mit Low-Power-KI für Neuroimplantate

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Das Heidelberger Start-up Precisis und Infineon entwickeln das weltweit erste minimalinvasive, KI-gestützte Gehirnstimulationssystem. Das Implantat mit deutscher Chip-Technologie soll bei therapieresistenter Epilepsie zum Einsatz kommen.

Der Einsatz von KI-Technik in der Medizin eröffnet neue Therapiemöglichkeiten. Ein Beispiel hierfür ist die Zusammenarbeit zwischen dem Heidelberger MedTech-Start-up Precisis und dem Halbleiterkonzern Infineon Technologies. Gemeinsam entwickeln sie Ansätze zur Behandlung medikamentenresistenter Epilepsie.

Im Zentrum der Kooperation steht das weltweit erste minimalinvasive Gehirnstimulationssystem EASEE. Das System nutzt energieeffiziente und sichere Halbleitertechnik von Infineon, um präzise Stimulationspulse direkt im Implantat zu erzeugen. Der Implantable Pulse Generator (IPG) arbeitet mit gesicherten Speicherchips und ermöglicht eine minimalinvasive Platzierung der Elektroden unter der Kopfhaut. Eine Schädelöffnung ist somit nicht nötig.

„Die solide technologische Basis, die zudem im europäischen Raum unabhängig verfügbar ist, ermöglicht es nicht nur, den hohen Anspruch bei der Medizinprodukteentwicklung zu erfüllen, sondern auch eine langfristige und sichere Patientenversorgung zu gewährleisten“, erklärt Dr. Ciamak Abkai, R&D Vice President von Precisis.

KI-gestützte Echtzeitanalyse

Die Kombination aus KI-Algorithmen und Infineon-Chiptechnik eröffnet neue Dimensionen personalisierter Neurotherapie. Das System kann künftig neuronale Daten direkt im Implantat per KI analysieren und die Stimulation in Echtzeit anpassen. „Durch energieeffiziente und sichere Chips können wir zukünftig neuronale Daten im Implantat per KI analysieren und so die Stimulation in Echtzeit anpassen. Das eröffnet bisher ungekannte Möglichkeiten für hochpersonalisierte Neurotherapien“, sagt Dr. Abkai.

Die Entwicklung zeigt exemplarisch die Konvergenz von Embedded-Systemen, KI und Medizintechnik: Elektronikentwickler müssen heute KI-Algorithmen in ressourcenbeschränkte Systeme integrieren, Ultra-Low-Power-Designs für jahrelang autark arbeitende Implantate realisieren und dabei Echtzeit-Signalverarbeitung biologischer Daten bei höchsten Safety-Standards gewährleisten. Diese technischen Durchbrüche haben enormes Transferpotenzial für industrielle Sensorik, Automotive-Anwendungen und fortgeschrittene Wearables. So erweitert sich das Berufsbild des Elektronikentwicklers um KI-, Biomedizin- und Regulatory-Kompetenz.

M/EDGE-Projekt: Staatliche Förderung für Edge Computing

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderten M/EDGE-Projekts vertiefen beide Unternehmen ihre Zusammenarbeit. Ziel ist die Entwicklung gesicherter und energieeffizienter Edge-Computing-Ansätze für medizinische Implantate, die komplexe neuronale Daten lokal verarbeiten und KI-Algorithmen direkt ausführen können.

„Die Expertise von Infineon bei energieeffizienten und hochmoderner Halbleitertechnik ermöglicht es Geräten wie EASEE, komplexe neuronale Daten lokal und in Echtzeit zu verarbeiten und damit Therapieentscheidungen bei maximaler Datensicherheit zu unterstützen“, betont Maurizio Skerlj, Senior Vice President bei Infineon.

Expansion auf weitere neurologische Erkrankungen

Precisis plant bereits die Ausweitung seiner Forschung auf weitere Indikationen wie medikamentenresistente Depression. Die Technologie soll das Potenzial moderner Neurotechnologie für ein breites Patientenspektrum zugänglich machen und dabei präziser, schonender und individueller wirken als herkömmliche medikamentöse Behandlungen.

„Unser Anspruch ist es, neuartige Therapien zu entwickeln, die weltweit eingesetzt werden können. Sie sind präziser, schonender und individuell auf jeden einzelnen Patienten zugeschnitten“, sagt Precisis-CEO Karl Stoklosa abschließend. (heh)

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