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»Dekade gegen den Krebs«: Digitaler Angriff gegen den Krebs

Im Berliner Institut für Gesundheitsforschung/Berlin Institute of Health (BIH) arbeiten mehrere Arbeitsgruppen daran, dem Krebs digital die Stirn zu bieten. Dabei geht es vor allem darum, bereits vorhandene Informationen zusammenzuführen und gemeinsam auszuwerten.

Tumorzellerkennung durch Künstliche Intelligenz: Tumorzellen (rot) und Normalgewebe (blau). Bild: Frederick Klauschen Bildquelle: © BIH

Tumorzellerkennung durch Künstliche Intelligenz: Tumorzellen (rot) und Normalgewebe (blau).

»Wir begrüßen die Initiative des Bundesforschungsministeriums, die Dekade gegen den Krebs auszurufen«, sagt Prof. Axel Radlach Pries, Dekan der Charité – Universitätsmedizin und Interims-Vorstandsvorsitzender des BIH. Um den Krebs zu bekämpfen, würden die BIH-Wissenschaftler ganz bewusst auf die Digitalisierung setzen: »Wir gewinnen zwar jedes Jahr mehr Erkenntnisse über den Krebs, doch um sie auszuwerten und sie tatsächlich in die klinische Anwendung zu überführen, benötigen wir Spezialisten für KI, IT und Datenmanagement«.

Problem: Die Daten der Patienten, die Auskunft über ihre Diagnosen, Behandlungen und ihren Krankheitsverlauf geben, werden in jedem Krankenhaus anders erfasst. Sie sind unterschiedlich formuliert und in verschiedenen Softwaresystemen, wenn nicht gar auf Papier gespeichert. »Deshalb ist es nicht möglich, zum Beispiel die Daten aller Brustkrebspatientinnen oder aller Prostatakrebspatienten miteinander zu vergleichen«, sagt Sylvia Thun, Direktorin der Core Unit eHealth & Interoperabilität am BIH. Dabei könnte es dieser Vergleich ermöglichen, etwa die wirksamste Behandlung bei einer seltenen genetischen Veränderung oder einer bestimmten Verlaufsform zu finden. Oder dabei helfen, schweren Nebenwirkungen von Medikamenten vorzubeugen.

Kommunikationsstandards im Gesundheitswesen

»Wir brauchen Kommunikationsstandards im Gesundheitswesen«, fordert die Medizinerin. Dazu ist es notwendig, dass Ärzte ihre Diagnosen in einer standardisierten »Weltfachsprache« eingeben. In einem nächsten Schritt möchte Thun auch Standards für die Übertragung von Daten aus dem Smartphone einführen: Das soll ermöglichen, dass Patienten Informationen über ihren Gesundheitszustand regelmäßig an ihren Arzt oder ihre Ärztin schicken, damit die verfolgen können, wie erfolgreich die Therapie tatsächlich war und wie es dem Patienten oder der Patientin geht.

Prof. Roland Eils ist Gründungsdirektor des BIH Zentrums Digitale Gesundheit und koordiniert das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Medizininformatik-Konsortium HiGHmed. Das Konsortium verbindet medizinische Fakultäten und Universitätsklinika sowie Unternehmen aus der Medizintechnik und Informationstechnologie aus ganz Deutschland. Eils´ Anliegen ist es, die Daten aus der Krankenversorgung mit Daten aus der biomedizinischen Grundlagenforschung zu verbinden. Die Fortschritte in der Forschung erlauben es mittlerweile, einzelne Zellen im Körper zu verfolgen und zu analysieren.

So erhalten Wissenschaftler und Ärzte Informationen über das Krankheitsgeschehen in nie dagewesener Detailtiefe. Doch diese riesigen Datenmengen, die allein bei der Genomsequenzierung von Krebspatienten entstehen, müssen digital ausgewertet und mit den Daten aus der Krankenversorgung zusammengebracht werden, bevor sie für eine personalisierte Therapie genutzt werden können. »Nur so können wir Erkenntnisse darüber gewinnen, was eine bestimmte Veränderung im Erbgut, eine Mutation, tatsächlich für das Krebsgeschehen bedeutet«, so Eils.

Digitale Brücke zwischen Klinik und Forschung

»Wir versuchen hier am BIH eine Brücke zu bauen, um diese beiden Datenlandschaften miteinander zu verbinden.« Den Mehrwert einer solchen Brücke sieht Eils für beide Seiten. »Auf der einen Seite leisten wir natürlich einen Beitrag, aus der Forschung heraus die Versorgung der Patienten zu verbessern. Und auf der Grundlagenforschungsseite profitieren wir davon, wenn wir sehen, wie unsere Erkenntnisse in der Versorgung umgesetzt werden und zu welchem Ergebnis sie beim Patienten führen. Nur so können wir verstehen, inwieweit unsere Krankheitsmodelle, die wir in der Grundlagenforschung nutzen, überhaupt passfähig sind für eine Anwendung am Patienten.«

Um die Datenwelten aus Forschung und Klinik miteinander zu verbinden, entwickelt Eils mit seinen Mitarbeitern zum einen Methoden und Technologien, mit denen die Datenströme sowohl für die behandelnden Ärzte  als auch für Forscher öglichst transparent und einfach zu gestalten sind.

Digitale Diagnosen per Künstlicher Intelligenz

Ob es sich bei einem verdächtigen Knoten um Krebs handelt oder nicht, wird in der Regel im pathologischen Labor unter dem Mikroskop geklärt. Um bei steigenden Erkrankungszahlen und immer feineren morphologischen und molekularen Diagnosen den Pathologen die Arbeit zu erleichtern, haben Frederick Klauschen und seine Kolleg*innen am Pathologischen Institut der Charité gemeinsam mit Kollegen von der TU Berlin um Klaus-Robert Müller ein digitales Bildanalyse-System entwickelt, das mit Künstlicher Intelligenz (KI) mikroskopische Aufnahmen beurteilen kann.

»In der qualitativen Analyse, also wenn es etwa darum geht zu beurteilen, ob ein Tumor bösartig ist oder nicht, sind wir Pathologen dem Computer noch überlegen«, sagt Frederick Klauschen. Aber wenn es um quantitative Aussagen geht, also etwa, auf welchem Anteil der Tumorzellen sich ein bestimmter, therapeutisch relevanter Rezeptor befindet, könne der digitale Kollege helfen, weil er sowohl schneller ist als auch genauer. Die quantitativen Aussagen in der Diagnose sind zunehmend wichtig für die anschließende Therapie. (me)


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