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Forscher am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) sowie der Hochschulmedizin Dresden und des Universitätsklinikums Heidelberg entwickeln eine Methode der Künstlichen Intelligenz (KI), mit der Computer das Risiko für Komplikationen vor, während und nach einer Krebsoperation vorhersagen sollen. Eine hierauf basierende App könnte künftig im Klinikalltag rechtzeitig vor Komplikationen warnen. Das Bundesgesundheitsministerium fördert das Projekt „SurgOmics“ in den kommenden drei Jahren mit 1,3 Millionen Euro.
Das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) ist eine gemeinsame Einrichtung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden, der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR).
Im Rahmen des Projekts „SurgOmics“ sollen Computer lernen, lebensbedrohliche Komplikationen bei der operativen Behandlung von Tumoren vorherzusehen. Forscher aus Dresden und Heidelberg entwickeln hierfür eine spezielle Methode der Künstlichen Intelligenz (KI). In Form einer App soll diese künftig vor möglichen Komplikationen warnen, damit das medizinische Personal rechtzeitig eingreifen kann. KI-Methoden befähigen Computer ähnlich wie Menschen, anhand von Beispielen zu lernen. Das Gelernte wird dann in Form von mathematischen Modellen abgespeichert. Im vorliegenden Fall fungieren zahlreiche Daten als Beispiele, die vor, während und nach einer Krebs-Operation erhoben werden. „Unser Fokus liegt zunächst auf minimalinvasiven Tumoroperationen im Bauchraum, um diese schonenden Operationsverfahren für Patienten noch sicherer zu machen. Eine unserer größten Herausforderungen ist es, ausreichend viele geeignete Patientendaten zu erhalten, mit denen wir unsere Modelle trainieren können. Deshalb sind wir sehr froh, das Projekt standortübergreifend in Dresden und Heidelberg vorantreiben zu können“, sagt Prof. Stefanie Speidel, Projektkoordinatorin und Leiterin der Abteilung „Translationale Chirurgische Onkologie“ am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC).
Zu den Informationen, mit denen die mathematischen Modelle zu Trainingszwecken „gefüttert“ werden, zählen präoperative Computertomographie-Bilder, Informationen zu Vorerkrankungen des Patienten, während der Operation aufgenommene Videobilder aus dem Bauchraum oder Angaben zu aufgetretenen Komplikationen. Aus diesen und weiteren Daten sollen Computer beispielsweise berechnen, wie hoch das Komplikations-Risiko während einer Operation ist. „Ein großes Problem sind aber gerade auch Komplikationen, die in den Tagen nach einer Operation auftreten können. Wenn etwa nach einem Eingriff am Darm Nähte undicht werden und Darminhalt in die Bauchhöhle austritt, kann dies schnell lebensbedrohlich werden“, erklärt Prof. Marius Distler, Geschäftsführender Oberarzt der Klinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie des Universitätsklinikums Dresden. Die angestrebte KI-Methode soll Ärzte und Pflegekräfte daher künftig über die entsprechende App in allen Phasen der Behandlung in Echtzeit alarmieren, wenn Komplikationen zu befürchten sind.
Ihre KI-Methode entwickeln die Wissenschaftler bewusst so, dass die für das Training notwendigen Informationen datenschutzkonform in den jeweiligen Kliniken verbleiben. „Das Thema Datenschutz spielt eine wichtige Rolle. Die Mitarbeiter in den teilnehmenden Kliniken können Patientendaten direkt vor Ort in das System einspeisen“, erklärt Prof. Beat Müller-Stich von der Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie (AVTC) des Universitätsklinikums Heidelberg. Nur die trainierten mathematischen Modelle, die gelernt haben, vielfältige Informationen aus Diagnose und Behandlung mit dem Auftreten bestimmter Komplikationen zu verknüpfen, gehen anschließend wieder an die Wissenschaftler zurück.
Das Projekt „SurgOmics“ wird vom NCT/UCC Dresden koordiniert. Projektpartner sind die Klinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie des Universitätsklinikums Dresden, das Zentrum für Medizinische Informatik der TU Dresden, die Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie (AVTC) sowie die Abteilung für Medizinische Informationssysteme (MIS) des Universitätsklinikums Heidelberg und die KARL STORZ SE & Co. KG.
Zur Mitteilung steht ein Bild in druckfähiger Auflösung zur Verfügung:
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BU: Minimalinvasive Tumoroperationen im Bauchraum sollen mithilfe einer speziellen App künftig noch sicherer werden. © NCT/UCC/Philip Benjamin
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E-Mail: c.bohnet@hzdr.de
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NCT/UCC Dresden
Dresden ist seit 2015 neben Heidelberg der zweite Standort des Nationalen Centrums für Tumor-erkrankungen (NCT). Das Dresdner Zentrum ist eine gemeinsame Einrichtung des Deutschen Krebs-forschungszentrums (DKFZ), des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden, der Medizinischen Fakultät der Technischen Universität Dresden und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR).
Das NCT hat es sich zur Aufgabe gemacht, Forschung und Krankenversorgung so eng wie möglich zu verknüpfen. Damit können Krebspatienten in Dresden und Heidelberg auf dem jeweils neuesten Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse behandelt werden. Gleichzeitig erhalten die Wissenschaftler durch die Nähe von Labor und Klinik wichtige Impulse für ihre praxisnahe Forschung. Gemeinsamer Anspruch beider Standorte ist es, das NCT zu einem internationalen Spitzenzentrum der patientennahen Krebsforschung zu entwickeln. Das Dresdner Zentrum baut auf den Strukturen des Universitäts KrebsCentrums Dresden (UCC) auf, das 2003 als eines der ersten Comprehensive Cancer Center (CCC) in Deutschland gegründet wurde. Seit 2007 wurde das UCC von der Deutschen Krebshilfe e.V. (DKH) kontinuierlich als „Onkologisches Spitzenzentrum“ ausgezeichnet.
Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Das DKFZ ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können.
Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs.
Gemeinsam mit Partnern aus den Universitätskliniken betreibt das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) an den Standorten Heidelberg und Dresden, in Heidelberg außerdem das Hopp-Kindertumorzentrum KiTZ. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums an den NCT- und den DKTK-Standorten ist ein wichtiger Beitrag, um vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik zu übertragen und so die Chancen von Krebspatienten zu verbessern.
Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.
Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden
Das Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden bietet medizinische Betreuung auf höchstem Versorgungsniveau. Als Krankenhaus der Maximalversorgung deckt es das gesamte Spektrum der modernen Medizin ab. Das Universitätsklinikum vereint 26 Kliniken und Polikliniken, vier Institute und 17 interdisziplinäre Zentren, die eng mit den klinischen und theoretischen Instituten der Medizinischen Fakultät zusammenarbeiten. Mit 1.410 Betten und 201 Plätzen für die tagesklinische Behandlung von Patienten ist das Dresdner Uniklinikum das größte Krankenhaus der Stadt und zugleich das einzige Krankenhaus der Maximalversorgung in Ostsachsen. Rund 1.060 Ärzte decken das gesamte Spektrum der modernen Medizin ab. 2.059 Schwestern und Pfleger kümmern sich um das Wohl der Patienten. Wichtige Behandlungsschwerpunkte des Uniklinikums sind die Versorgung von Patienten, die an Krebs, an Stoffwechsel- und an neurodegenerativen Erkrankungen leiden. Deutschlands größter Krankenhausvergleich des Nachrichtenmagazins „Focus“ bescheinigt dem Universitätsklinikum Carl Gustav Dresden eine hervorragende Behandlungsqualität. Die Dresdner Hochschulmedizin belegt deshalb Platz vier im deutschlandweiten Ranking.
Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden
Die Hochschulmedizin Dresden, bestehend aus der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus und dem gleichnamigen Universitätsklinikum, hat sich in der Forschung auf die Bereiche Onkologie, metabolische sowie neurologische und psychiatrische Erkrankungen spezialisiert. Bei diesen Schwerpunkten sind übergreifend die Themenkomplexe Degeneration und Regeneration, Imaging und Technologieentwicklung, Immunologie und Inflammation sowie Prävention und Versorgungsforschung von besonderem Interesse. Internationaler Austausch ist Voraussetzung für Spitzenforschung – die Hochschulmedizin Dresden lebt diesen Gedanken mit Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern aus 73 Nationen sowie zahlreichen Kooperationen mit Forschern und Teams in aller Welt.
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)
Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie. Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:
• Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
• Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?
• Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?
Zur Beantwortung dieser wissenschaftlichen Fragen betreibt das HZDR große Infrastrukturen, die auch von externen Messgästen genutzt werden: Ionenstrahlzentrum, Hochfeld-Magnetlabor Dresden und ELBE-Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen.
Das HZDR ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, hat sechs Standorte (Dresden, Freiberg, Görlitz, Grenoble, Leipzig, Schenefeld bei Hamburg) und beschäftigt knapp 1.200 Mitarbeiter – davon etwa 500 Wissenschaftler inklusive 170 Doktoranden.
Minimalinvasive Tumoroperationen im Bauchraum sollen mithilfe einer speziellen App künftig noch sich ...
Philip Benjamin
NCT/UCC
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Ernährung / Gesundheit / Pflege, Informationstechnik, Medizin
überregional
Buntes aus der Wissenschaft, Forschungsprojekte
Deutsch
Minimalinvasive Tumoroperationen im Bauchraum sollen mithilfe einer speziellen App künftig noch sich ...
Philip Benjamin
NCT/UCC
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