Mit KI gegen Darmkrebs
Prof. Jakob N. Kather (c) EKFZ
Das Forschungsprojekt DECADE nutzt Schwarmlernen erstmals in der Krebsforschung. Die Deutsche Krebshilfe fördert das Verbundprojekt der Universitätskliniken Bonn, Dresden, Düsseldorf, Heidelberg und Mainz mit rund 1,5 Mio. Euro (2023–2026).
Darmkrebs ist eine der häufigsten und tödlichsten Krebserkrankungen in Deutschland. Jedes Jahr erkranken etwa 58.000 Menschen daran. Im Verbundprojekt DECADE – ‚Dezentralisierte künstliche Intelligenz für Diagnose, Prognose und Therapievorhersage bei Darmkrebs‘ erforschen mehrere deutsche Universitätskliniken gemeinsam, wie der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) und Schwarmlernen (SL) die Versorgung und Behandlung von Darmkrebspatienten in frühen und fortgeschrittenen Stadien deutlich verbessern kann. Schon heute ist KI in der Lage, große Datenmengen zu analysieren und dabei bestimmte Muster zu erkennen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse können helfen, den Krankheitsverlauf besser vorherzusagen, individuellere Diagnosen zu stellen und die Behandlung von Darmkrebspatienten zu verbessern.
Prof. Dr. Jakob N. Kather, Projektleiter und Professor für Clinical Artificial Intelligence am Else Kröner Fresenius Zentrum für Digitale Gesundheit an der TU Dresden und dem Universitätsklinikum Dresden: „KI-Tools werden in der klinischen Routine bisher erst zögerlich eingesetzt.“ Denn der Datenaustausch zwischen Krankenhäusern sei vor allem in Deutschland durch rechtliche und ethische Hürden stark eingeschränkt. „Eine Lösung für dieses Problem ist Schwarmlernen. Mit Schwarmlernen können mehrere Einrichtungen gemeinsam medizinische KI-Modelle trainieren, ohne Daten auszutauschen“, so Kather. Durch den Einsatz dezentralisierter KI und SL hoffe man, die Diagnose, Prognose und Therapieplanung bei Darmkrebspatienten zu verbessern. Denn mittels SL können Datenschutz-Anforderungen einfacher erfüllt werden. SL ist eine spezielle Form des maschinellen Lernens, bei der Modelle trainiert werden, ohne dass die tatsächlichen Daten zwischen den Beteiligten ausgetauscht werden müssen. Die Koordination und Zusammenführung der Modelle erfolgt über eine Blockchain, wodurch eine zentrale Instanz überflüssig wird. Das Projekt DECADE baut auf dieser Methode auf, um SL-basierte KI-Technologie zur Lösung realer klinischer Probleme im Zusammenhang mit Darmkrebs einzusetzen. Die Projektpartner werden SL nutzen, um KI-Algorithmen zur Diagnose und Subtypisierung von Darmkrebs sowie zur Vorhersage des Krankheitsverlaufs zu entwickeln. So schaffen sie einen Präzedenzfall für den Einsatz von SL in der Medizin, der als Vorlage für jedes KI-System im Gesundheitswesen dienen kann.
Projektpartner:
- Else Kröner Fresenius Zentrum für Digitale Gesundheit, TU Dresden, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden
- Universitätsklinikum Heidelberg, Pathologisches Institut, Abteilung für angewandte Tumorbiologie
- Universitätsmedizin Mainz, Institut für Pathologie
- Universitätsklinikum Bonn, Medizinische Klinik und Poliklinik 1, Nationales Zentrum für erbliche Tumorsyndrome
- Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Gastroenterologie, Hepatologie und Infektiologie