KI für personalisierte Krebsmedizin

Virtuelle Realität und Sprachassistenten ins Krankenhaus bringen

Vernetzte Therapieinformationen in der virtuellen Realität und intelligente Sprachassistenten während der medizinischen Beratung - das ist keine ferne Science-Fiction, sondern soll in den nächsten drei Jahren Realität werden.

In dem Forschungsprojekt "Modelle für die personalisierte Medizin" wollen Wissenschaftler des Innovationszentrums für Computerassistierte Chirurgie (ICCAS) der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig diese Ideen in anwendungsnahe Lösungen für die Unterstützung der onkologischen Patientenbehandlung umsetzen. Das Projekt mit einer Gesamtförderung von rund 5,1 Millionen Euro wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Gemeinsam mit sächsischen Unternehmen wird ICCAS verschiedene auf künstlicher Intelligenz (KI) basierende Pilotanwendungen für die Krebsmedizin entwickeln, die die personalisierte Medizin in den klinischen Alltag integrieren.

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Visualisierung eines Tumorboards mit intelligenter Konferenzumgebung und situationsabhängiger Visualisierung

Bildquelle: Universitätsklinikum Leipzig

Die Vision der Leipziger Forscher: Wenn der Patient ins Krankenhaus kommt, ist sein "digitaler Zwilling" bereits vor Ort. Er stellt alle bisherigen Untersuchungsergebnisse, radiologischen Bilder, Informationen über Vorerkrankungen und Operationen sowie molekulargenetischen Daten bereit, so dass sich der Arzt sofort ein vollständiges Bild des Krankheitsverlaufs machen kann. Während der Diagnostik und Therapie werden die Informationen dieses Datenzwillings mit digitalen Modellen des Krankheitsbildes verglichen, die mit den relevanten Studien und neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen optimiert wurden. So unterstützt zukünftig der Computer Ärzte bei personalisierten Therapieempfehlungen für Krebspatienten. "Die Entscheidung über eine Behandlung wird natürlich weiterhin von Patienten und Ärzten gemeinsam getroffen, aber mit dem digitalen Zwilling können wir den Arzt bestmöglich unterstützen. Damit ist er auf dem neuesten Stand der Wissenschaft. Nun wollen wir Wege finden, diese und andere Technologien im Bereich der personalisierten Krebsmedizin direkt in den klinischen Alltag zu integrieren", sagt Projektleiter Prof. Dr. Thomas Neumuth vom ICCAS.

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Wir haben einen technologischen Stand erreicht, bei dem ein Arzt nicht mehr alle Schritte und Therapieentscheidungen selbst am Computer eingeben muss

Stefan Franke

Um neue Lösungen zu finden, hat ICCAS nun zusammen mit regionalen Unternehmen das Forschungsprojekt "Modelle für die personalisierte Medizin (MPM)" ins Leben gerufen. Ziel ist es, die wissenschaftliche und methodische Grundlage für zukünftige personalisierte und durch künstliche Intelligenz unterstützte Krebsbehandlungen zu schaffen. In mehreren Pilotanwendungen werden verschiedene Technologien entworfen: Ein Patientendaten-Explorer, der die verschiedenen Daten eines Patienten aus radiologischen Bildern und Befundtexten über Webtechnologien verknüpft, die Integration molekulargenetischer Tumorinformationen in die Entscheidungsfindung oder die Berechnung patientenspezifischer Therapieprofile für chirurgische Eingriffe und Radio-Chemo-Therapien. Dabei müssen verschiedenste Informationen im digitalen Zwilling des Patienten direkt miteinander verknüpft und durch eine künstliche Intelligenz analysiert werden. „Für unsere tägliche Arbeit wäre dies eine große Unterstützung“, sagt Prof. Dr. Florian Lordick, Direktor des Universitätskrebszentrums Leipzig (UCCL).

Eine weitere informationstechnische Anwendung wird ein intelligentes Tumorboard unterstützen: Dabei kommen Ärzte verschiedener Fachrichtungen zusammen, um den konkreten Fall eines Patienten zu besprechen. "Wir haben einen technologischen Stand erreicht, bei dem ein Arzt nicht mehr alle Schritte und Therapieentscheidungen selbst am Computer eingeben muss. Sprachassistenten verfolgen die Diskussion in der onkologischen Beratung und unterstützen automatisch die Entscheidungsfindung", erklärt der Informatiker Dr. Stefan Franke vom ICCAS.

Eine einfache Form des "digitalen Zwillings", den das Forschungsprojekt wissenschaftlich weiterentwickeln will, ist die elektronische Patientenakte. Sie fasst Befunde und Dokumente eines Patienten in digitaler Form zusammen. "Das ist der Übergang von der analogen in die digitale Welt", sagt Prof. Neumuth. Die Daten in der Patientenakte sind bisher jedoch noch nicht entsprechend ihrer Bedeutung miteinander verknüpft, so dass beispielsweise patientenindividuelle Analysen noch nicht vollumfänglich durch eine KI unterstützt werden können. "Eine individuell auf mich zugeschnittene Therapie nach den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen, die meine Situation und meine persönlichen Bedürfnisse berücksichtigt und mir gleichzeitig transparent und verständlich erklärt wird, ist das, was ich mir und meinen Angehörigen wünsche", sagt der Experte.

Quelle: Universitätsklinikum Leipzig       

12.02.2020

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