23.07.2020

Linzer Startup cortEXplore entwickelt “Navi” für komplexeste Operationen am Gehirn

Das in Linz ansässige Startup cortEXplore hat ein neurochirurgisches Navigationssystem entwickelt, mit dem Chirurgen Eingriffe am Gehirn präzise planen, simulieren und durchführen können. Der brutkasten hat mit dem Gründer und Neurowissenschaftler Stefan Schaffelhofer über die technologische Entwicklung und die Zukunftspläne des Startups gesprochen.
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cortEXplore
Die Gründer Stefan Schaffelhofer (l.) und Robert Prückl (r.)| tech2b/Andreas Balon
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Operationen am Gehirn sind für die Patienten besonders risikoreich. Aufgrund der hohen Dichte an funktionalem Gewebe und Blutgefäßen kann bei einer ungenauen Platzierung und Führung von Instrumenten das hochkomplexe Gehirngewebe irreversibel geschädigt werden. Im schlimmsten Fall kann eine derartige Verletzung zum Tod des Patienten führen.

Eine neuartige Soft- und Hardware-Lösung des Linzer Startups cortEXplore, das 2018 gegründet wurde, kann hier Abhilfe schaffen. Das Startup rund um den oberösterreichischen Neurowissenschaftler Stefan Schaffelhofer entwickelte ein chirurgisches Navigationssystem, um Eingriffe am Gehirn sicher und effizient durchführen zu können. 

Wie Schaffelhofer gegenüber dem brutkasten erläutert, soll so die Planung, Simulation und schlussendlich die Durchführung von komplexen Operationen für Chirurgen erleichtert werden. Mit Hilfe des Systems lassen sich beispielsweise bereits vor der Operationen eines Gehirntumors, die einzelnen Schritte bis ins kleinste Detail planen, um möglichst effizient zur betroffenen Stelle vordringen zu können.

3D-Modell des Gehirns für Planung und Simulation

cortEXplore hat dafür eine Software entwickelt, die Patientenbilder aus verschiedenen bildgebenden Verfahren zusammenführt. Als Bilddaten werden hierfür Informationen herangezogen, die im Rahmen von Computertomografie und Magnetresonanztomografie-Verfahren gewonnen werden. Nach der Zusammenführung der unterschiedlichen Bilder können Ärzte so ein detailliertes Modell  des Schädels, Gehirngewebes und der Gefäße errechnen. Das hochauflösende Computermodell dient in weiterer Folge zur virtuellen Planung der Operation. Doch nicht nur das: Mit den virtuellen 3D-Daten kann mit Hilfe eines 3D-Druckers ein plastisches Modell erstellt werden, das den Ärzten zur Vorbereitung dient. Zudem können auch Studierende oder Forscher mit Hilfe des Modells komplexe Eingriffe erlernen und üben.

(c) tech2b

Darstellung von Gehirn und Instrumenten in Echtzeit

Die Technologie und die entsprechenden Computermodelle von cortEXplore kommen nicht nur vor einer Operation, sondern auch während des neurochirurgischen Eingriffs zum Einsatz. Schaffelhofer erläutert, dass sich durch die Kombination der Software mit Hardware-Komponenten die Position der chirurgischen Werkzeuge im Gehirn im Submillimeterbereich bestimmen lässt. Schaffelhofer setzt hierfür mit seinem Team auf Kameras und Sensoren, die im Operationssaal angebracht werden. Das Startup aus Linz wählte hierfür einen komplett neuen Ansatz, der den derzeitigen State-of-the-Art-Ansatz von Operationen künftig disruptiv verändern könnte. “Derzeit kommt bei Gehirnoperationen ein mechanischer Rahmen zum Einsatz auf dem die Instrumente über Gelenke vorab eingestellt werden. Bei unserem System fällt das komplexe Einstellen des mechanischen Rahmens komplett weg, da die chirurgischen Instrumente mit Hilfe der optischen Kameras erkannt werden. Anschließend werden die Instrumente in die anatomischen Bilder der MRT- und CT-Aufnahmen in Echtzeit projiziert”, so Schaffelhofer. 

Zum Einsatz kommen hierfür  Algorithmen, die die Relation der Instrumente zum Gehirn errechnen. Die Darstellung der Anatomie und Gehirnareale kann zudem über eine HoloLense-Brille erfolgen. Anhand einer Mixed-Reality-Darstellung wird dem Chirurgen so angezeigt, in welchem Winkel er die Instrumente ansetzen muss.

cortEXplore: Entwicklung des Prototypen 

Die Idee für diese bahnbrechende Operationsmethode kam Schaffelhofer im Zuge eines Post-Doc-Aufenthalts an der New Yorker “Rockefeller University”. “Während meiner Forschungstätigkeit hatte ich das Problem, dass ich sehr kleine Areale im Gehirn erreichen musste. Aus der Not heraus habe ich einen Prototypen gebaut, der vor Ort sehr gut angekommen ist und schlussendlich im eigenen Labor und benachbarten Laboren zur Anwendung kam”, so Schaffelhofer. Schlussendlich entschloss sich Schaffelhofer gemeinsam mit drei weiteren Partnern zur Unternehmensgründung, um das Produkt marktreif zu machen. Im Zuge der Entwicklung erhielt das Startup neben einer Preseed-Förderung eine sechsstellige Seed-Förderung der aws. „Die Förderung der aws gab uns ausreichend Spielraum, um die ersten Schritte Richtung Marktreife zu setzen”, so Schaffelhofer.

Die Zukunftspläne von cortEXplore

Derzeit befindet sich das Team um Schaffelhofer, das neben einem Radiologen auch Spezialisten für Software- und Hardware-Entwicklung umfasst, im Abschluss der Prototypen-Phase. Mittlerweile kommt der Prototyp in mehreren Universitäten in den USA und Kanada zur Anwendung. 

Wie Schaffelhofer abschließend erläutert, zählen die USA auch zum künftigen Kernmarkt von cortEXplore. Die Zulassung als Medizinprodukt wird allerdings noch zwei bis drei Jahre dauern. Hierfür arbeitet das Startup aktuell mit dem Neuromed-Campus des Kepler Universitätsklinikums und dem RISC-Institut der JKU zusammen. Erste Auszeichnungen konnte das Startup allerdings jetzt schon für sich verbuchen: Neben dem tech2b Gründerpreis EDISON in Gold in der Kategorie “beste Technologie” wurde das Startup im Rahmen des  i2b Businessplan-Wettbewerbs für den besten Businessplan des Jahres 2019 ausgezeichnet.


Disclaimer: Der Beitrag über cortEXplore entstand in Kooperation mit der aws

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KI, Cybersecurity
@ Tina Schön/schoenfotografiert Wien/Canva - Carolin Desirée Töpfer.

Carolin Desirée Töpfer ist externe Chief Information Security Officer, Cybersecurity-Strategin und Gründerin von Cyttraction mit Fokus auf kosteneffizientes Risikomanagement, sichere KI-Nutzung und Cybersecurity-Zertifizierungen. Mit praxisnahen Lernformaten und strategischer Expertise unterstützt sie regulierte Unternehmen dabei, Sicherheitsanforderungen effizient umzusetzen und nachhaltige digitale Resilienz aufzubauen. In ihrem Beitrag warnt sie vor KI-Cyberangriffen und rät Startups und kleinen Unternehmen Cybersicherheit frühzeitig strategisch zu verankern.


„Wir konzentrieren uns jetzt erst mal auf Produkt, Teamaufbau und Sales – Cybersicherheit machen wir dann später.“ Ein Satz, den ich so oder ähnlich häufig von Gründer:innen höre – und der einige Unternehmen schon Multi-Millionen gekostet hat.

Identität stehlen

Cyberkriminelle haben seit KI ihr Repertoire erweitert und finden Milliarden von bereits geleakten Datasets, mit denen sie arbeiten können. Das Ergebnis sind nicht nur technische Attacken, die es in die Headlines internationaler Medien schaffen. Viel schmerzhafter ist es für Unternehmen, wenn es Angreifer zwischen Arbeitsprozesse schaffen, E-Mails und Nachrichten zwischen Team-Mitgliedern, Geschäftspartnern und mit Kunden manipulieren. Anweisungen versenden, die zweifellos echt aussehen und dann mit ganzen Sammlungen an sensiblen Daten verschwinden. Die Identität des CxO stehlen oder Entführungen von Führungskräften vortäuschen, um dem Unternehmen zu schaden.

Neben dem Zeitverlust, der Budget-Verschwendung und den Aufräum-Kosten, kommt dann auch noch der Vertrauensverlust am Markt hinzu, gegenüber Kunden und Investoren. Dinge, auf die Gründer:innen oft erst kommen, wenn es bereits zu spät ist.

„Gesunder Menschenverstand“ oder „Hausverstand“ existiert nicht in der Cybersicherheit!

Aufgrund der oft vernachlässigten digitalen Bildung in Schulen und da viele Arbeitgeber immer noch nicht in effektive Trainings investieren, kommen in jedem Unternehmen Menschen mit ganz unterschiedlichen digitalen Fähigkeiten zusammen. Das gilt für Startup-Teams, Kunden und Investoren gleichermaßen. Hinzu kommen volle ToDo-Listen, Stress-Situationen und die eigene Scham.

Angreifer lieben gestresste, beschämte Arbeitstiere!

Ob jemand in so einem Umfeld eine gefälschte KI-Mail erkennt, die im schlimmsten Fall noch aus dem echten Postfach eines gehackten Geschäftspartners kommt, ist nur noch Glücksfall.

Trotzdem gibt es Teams, die tägliche Angriffe auf allen Ebenen erfolgreich abwehren – weil sie eine holistische Cybersicherheits-Strategie implementiert haben. Diese besteht je nach Geschäftsmodell und Branche aus einem präzisen Projektmanagement und zwischen 60 und 90 Einzelmaßnahmen. Zweck ist in erster Linie der umfassende Schutz der eigenen Arbeit. Gleichzeitig erfüllt das Unternehmen damit Anforderungen von Kunden sowie regulatorische Vorgaben, von denen Gründer:innen oft nicht einmal wissen.

Erste Basis-Maßnahmen sind auch für Startups mit kleinem Budget machbar!

Jede/ r hat heutzutage Angst, gehackt zu werden, Geld zu verlieren und seine eigenen sensiblen Informationen öffentlich im Internet zu finden. Das sehe ich nicht nur an den Fragen, die ich über meine „Social Media“-Kanäle bekomme. Dabei können schon 30-Minuten-Team-Meetings einen enormen Unterschied machen. Offen über Angriffsszenarien und Ängste sprechen, gleichzeitig die aktuellen Sicherheits-Maßnahmen ins Gedächtnis rufen, erhöhen die Aufmerksamkeit für Cyber-Themen sofort!

Auch um Ruhe reinzubringen. Denn wer sowieso immer gleich springt, wenn eine neue Aufgabe um die Ecke kommt, wird wahrscheinlich auch die Aufgaben von Hackern erfüllen. Klare Arbeitsprozesse, 4-Augen-Prinzip und die allgemeine Erlaubnis im Team, Dinge kritisch zu durchdenken, noch zweimal nachzufragen, oder einfach mal kurz durchzuatmen, hat schon so einige teure Fehler verhindert.

Verantwortlichkeiten in ruhigen Zeiten klären

Den größten Hebel haben dabei Gründer und Entscheider. „Founder Mode“ bedeutet oft auch, vieles selbst zu machen. IT Systeme und Sicherheits-Lösungen sind mittlerweile aber so komplex, dass sich das Investment in einen seriösen IT-Dienstleister lohnt. Viele bieten auch eine Hotline für Notfälle an.

Wesentlich günstiger ist es allerdings, diese Notfälle zu verhindern. Denn nach meiner Erfahrung brauchen selbst schnelle kleine Unternehmen sechs bis zwölf Monate, um eine funktionierende Cybersicherheits-Strategie mit allen Maßnahmen aufzubauen. Neben den technischen Upgrades, müssen dabei auch die organisatorischen Strukturen sitzen.

Wo klar ist, wer was wann macht und auch, wer sich um die Cybersecurity Maßnahmen kümmert, Aufräum-Aktionen, Updates und Backups organisiert, geht weniger schief. Bei kleinen Unternehmen muss die Person nicht einmal einen IT-Hintergrund mitbringen. Es beginnt mit Interesse am Thema, Projektmanagement-Skills und der Bereitschaft, das Team regelmäßig mit aktuellen Informationen zu versorgen.

Konflikte eingehen, um sichere Lösungen zu finden

Und auch darum, Konfliktsituationen smart zu lösen. Zum Beispiel beim Thema „Zugriff und Zutritt„: Nicht jeder sollte Zugriff auf alles haben. Dabei geht es nicht darum, Team-Mitglieder zu degradieren, sondern eine saubere Segmentierung zu schaffen. Am stärksten trenne ich hier zwischen Marketing und Kern-Business.

Alles, was sowieso für die Öffentlichkeit und mit verschiedenen Partnern produziert wird, findet bei mir selbst sogar in einer anderen Firma statt. Für Kunden richten wir technische Lösungen und Prozesse ein, die kreatives Marketing erlauben, Kunden-Kommunikation klar strukturiert und gleichzeitig das eigentliche Geschäftsmodell und die damit verbundenen Daten auf einem hohen Level schützt. Wer mit besonders sensiblen Informationen arbeitet, seine Patente aus Forschung und Entwicklung schützen will oder an einer einzigartigen Datenbasis für KI-Modelle arbeitet, kann über Segmentierung kosteneffizient Datenintegrität dort gewährleisten, wo sie wirklich notwendig ist.

Solche Konzepte stehen und fallen mit sicheren Login-Lösungen und der Bereitschaft aller Nutzer, diese auch zu nutzen. Die Aktivierung von 2 Faktor- oder Multi-Faktor-Authentifizierung führt dabei immer wieder zu Diskussionen.

Passwörter reichen schon lange nicht mehr aus, um Accounts zu schützen. Häufig bekommen Nutzer nur über die Abfrage des 2. Faktors mit, dass gerade ein Angreifer versucht, in ihren Account zu kommen.

Keine Schatten-IT, keine Schatten-KI

Wesentlich einfacher wird es, wenn alle im Team wirklich nur die Accounts nutzen, die sie wirklich für ihre tägliche Arbeit brauchen – und die sichere Funktion dieser über regelmäßige Tests oder technisches Tracking sicherstellen. So lässt sich auch vermeiden, dass das eigene Unternehmen zehn Tage offline und per E-Mail nicht erreichbar ist. Wie es zuletzt einer Wiener Geschäftsinhaberin passiert ist.

Auch aus wirtschaftlichen Gründen, kaufen Unternehmen kaum noch komplette Enterprise-Lizenzen für alle Mitarbeiter. Und auch bei Startups lohnt es sich, Lizenzen mindestens einmal im Jahr auszumisten und den jeweiligen Support zu bitten, vorhandene Daten EU DSGVO-konform zu löschen. Denn Accounts die ordentlich gelöscht wurden, können auch nicht zu Datenlecks führen.

Das gleiche gilt für alle KI Tools. Wer ein klares Prüfschema verfolgt, sich nicht vom Hype treiben lässt, unkontrolliertes Vibe Coding verhindert und auch hier ungenutzte Accounts wieder ordnungsgemäß löscht, kann von KI Effizienz profitieren, ohne seine eigene Arbeit oder gleich das ganze Unternehmen zu zerstören.

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