Künst­li­che Intel­li­genz in der Medizin

Die Pro­jekt­grup­pe Kiks gehört zu den erfolg­rei­chen Teil­neh­mern des Inno­va­ti­ons­wett­be­werbs „Künst­li­che Intel­li­genz als Trei­ber für volks­wirt­schaft­lich rele­van­te Öko­sys­te­me”, den das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und Ener­gie (BMWi) aus­ge­lobt hat. Die Grün­dungs­part­ner –Ray­ly­tic, Aes­cu­lap, das Cen­trum für Mus­ku­los­keleta­le Chir­ur­gie (CMSC) der Cha­ri­té Uni­ver­si­täts­me­di­zin Ber­lin und Bio-Regio Stern Manage­ment– tra­fen sich in Ber­lin zum Kick-off-Mee­ting. Ziel des Pro­jekts ist die Ent­wick­lung eines digi­ta­len Öko­sys­tems, das die wis­sen­schaft­li­che Ana­ly­se von Behand­lungs­ver­läu­fen mit Hil­fe von künst­li­cher Intel­li­genz in den kli­ni­schen All­tag inte­griert. Ein­zig­ar­tig an dem ver­folg­ten Ansatz ist die Auto­ma­ti­sie­rung auf­wän­di­ger Rou­ti­ne­ar­bei­ten sämt­li­cher Sta­ke­hol­der unter Berück­sich­ti­gung der hohen gesetz­li­chen und regu­la­to­ri­schen Anfor­de­run­gen an die Medi­zin­pro­dukte­her­stel­ler. Künf­tig kön­nen sowohl Kli­ni­ken als auch Her­stel­ler von Medi­zin­pro­duk­ten Daten ganz­heit­lich in einem Sys­tem ver­ar­bei­ten. Der­zeit wer­den noch wei­te­re Part­ner aus Indus­trie, Kli­nik und angren­zen­den Berei­chen gesucht, die sich an dem Pro­jekt betei­li­gen. In der Umset­zungs­pha­se ste­hen hier­für För­der­mit­tel von bis zu 15 Mil­lio­nen Euro bereit.
Implan­ta­te, Appa­ra­te oder Sprit­zen: Medi­zin­pro­duk­te müs­sen zahl­rei­che Prü­fun­gen durch­lau­fen, ehe sie beim Men­schen ange­wen­det wer­den dür­fen. Zum Schutz der Pati­en­ten und im Sin­ne der Anglei­chung euro­päi­scher Stan­dards wur­den die Zulas­sungs­ver­fah­ren noch ein­mal ver­schärft. Nach der neu­en Medi­zin­pro­duk­te­ver­ord­nung (MDR) müs­sen Her­stel­ler jähr­lich die Sicher­heit und Wirk­sam­keit ihrer Pro­duk­te neu bele­gen. Der Auf­wand für die Beschaf­fung, Ana­ly­se und Bewer­tung der dazu not­wen­di­gen kli­ni­schen Daten ist enorm. Die gerin­ge Inter­ope­ra­bi­li­tät vor­han­de­ner IT-Sys­te­me erschwert den Pro­zess zusätz­lich. Bei ortho­pä­di­schen Implan­ta­ten kann die Wirk­sam­keit oft nur mit Metho­den der Bild­ge­bung, bei­spiels­wei­se Rönt­gen oder MRT, beur­teilt wer­den. „Daten zur Beant­wor­tung sol­cher Fra­gen beinhal­ten oft unter­schied­li­che radio­lo­gi­sche Auf­nah­men, Pati­en­ten­be­fra­gun­gen, Berich­te und Mess­wer­te aus Labor, Ana­mne­se, Befund, Behand­lung und Nach­sor­ge“, erklärt Frank Traut­wein, Geschäfts­füh­rer bei Ray­ly­tic und Kon­sor­ti­al­füh­rer des För­der­pro­jekts Kiks. „Um bei­spiels­wei­se die Locke­rungs­nei­gung oder das Ver­schleiß­ver­hal­ten eines bestimm­ten Hüft­ge­lenk­im­plan­tats beur­tei­len zu kön­nen, muss der Arzt am Moni­tor Win­kel und Abstän­de an einer Viel­zahl von Rönt­gen­bil­dern ver­mes­sen – Rou­ti­ne­ar­bei­ten, die die ver­füg­ba­re Zeit zur Behand­lung der Pati­en­ten reduziert.“
Die Lösung hier­für ist ein Ver­fah­ren, das nicht nur auto­ma­tisch die Bild­da­ten ana­ly­siert, son­dern auch wei­te­re Infor­ma­tio­nen in die kli­ni­sche Bewer­tung mit ein­flie­ßen lässt. „Die KI unter­stützt die huma­ne Intel­li­genz des Arz­tes dort, wo das mensch­li­che Gehirn an Gren­zen kommt; also ins­be­son­de­re dann, wenn es um die Ver­ar­bei­tung und die Ana­ly­se von Daten- bezie­hungs­wei­se Bild­men­gen in gro­ßer Anzahl oder aus unter­schied­li­chen Berei­chen geht“, erklärt Traut­wein. Auf der Grund­la­ge der Wis­sen­schafts­platt­form UNITY des Leip­zi­ger IT-Unter­neh­mens soll im Pro­jekt Kiks (Künst­li­che Intel­li­genz für Kli­ni­sche Stu­di­en) mit Unter­stüt­zung wei­te­rer Pro­jekt­part­ner –Aes­cu­lap aus Tutt­lin­gen, dem Cen­trum für Mus­ku­los­keleta­le Chir­ur­gie der Cha­ri­té aus Ber­lin und Bio-Regio Stern Manage­ment– ein digi­ta­les Öko­sys­tem geschaf­fen wer­den. Die­ses soll die bestehen­den Anwen­dun­gen ver­net­zen und die Ent­wick­lung neu­er digi­ta­ler Lösun­gen beschleu­ni­gen. Das Öko­sys­tem ist dabei das ers­te sei­ner Art, das neben den Ärz­ten und Pati­en­ten auch die Her­stel­ler von Medi­zin­pro­duk­ten als Anwen­der mit ein­be­zieht, um den zusätz­li­chen Auf­wand zur Pro­dukt­zu­las­sung und zur Durch­füh­rung kli­ni­scher Stu­di­en zu redu­zie­ren. Die Pro­jekt­part­ner pro­fi­tie­ren dabei von den gemein­sam mit Exper­ten erar­bei­te­ten und im Öko­sys­tem imple­men­tier­ten Lösun­gen zur Sicher­stel­lung der gesetz­li­chen und regu­la­to­ri­schen Pflich­ten sowie der not­wen­di­gen Inter­ope­ra­bi­li­tät. Über stan­dar­di­sier­te Schnitt­stel­len wird die Anbin­dung an bestehen­de Sys­te­me erreicht, sodass Daten zwi­schen Kli­ni­ken, Medi­zin­pro­dukte­her­stel­lern und ande­ren Sta­ke­hol­dern in einem Sys­tem ver­ar­bei­tet und aus­ge­tauscht wer­den können.
Der Bedarf an einer sol­chen Lösung ist vor­han­den. „Zahl­rei­che Fir­men haben ange­kün­digt, bewähr­te Medi­zin­pro­duk­te vom Markt zu neh­men. Neue inno­va­ti­ve Pro­duk­te sind oft erst nach mehr­jäh­ri­ger Ver­zö­ge­rung ver­füg­bar, weil sie den hohen Auf­wand für die Zulas­sung und die fort­lau­fen­de kli­ni­sche Bewer­tung nicht erbrin­gen kön­nen“, warnt Bio-Regio-Stern-Pro­jekt­lei­te­rin Anja Reut­ter. „Wir freu­en uns sehr, im Rah­men die­ses Pro­jek­tes ein Netz­werk zu ent­wi­ckeln, das die Wett­be­werbs­fä­hig­keit der Medi­zin­technik­un­ter­neh­men mit Hil­fe von KI stärkt.“ Über Schnitt­stel­len und die Öff­nung zur Inte­gra­ti­on von Dritt­an­bie­tern soll dar­über hin­aus die Basis für ganz neue Anwen­dun­gen geschaf­fen wer­den. „Neben Anwen­dern und Lösungs­an­bie­tern aus der Kli­nik und dem IT-Umfeld suchen wir noch Medi­zin­technik­un­ter­neh­men, die ihren Kun­den neben dem Pro­dukt einen digi­ta­len Mehr­wert anbie­ten möch­ten. Von Ana­ly­sen zur Pass­form bis zu auto­ma­ti­siert gene­rier­ten, pati­en­ten­in­di­vi­du­el­len Implan­tat­geo­me­trien für 3D-gedruck­te Implan­ta­te wer­den durch die Inte­gra­ti­on der Kom­pe­ten­zen unter­schied­li­cher Part­ner neue Lösun­gen mög­lich, deren Ent­wick­lung klei­ne­re oder mit­tel­stän­di­sche Unter­neh­men allein nicht leis­ten kön­nen“, erläu­tert Trautwein.
Über 130 Kon­zept­ideen für den Inno­va­ti­ons­wett­be­werb „Künst­li­che Intel­li­genz als Trei­ber für volks­wirt­schaft­lich rele­van­te Öko­sys­te­me” des Bun­des­mi­nis­te­ri­ums für Wirt­schaft und Ener­gie (BMWi) wur­den ein­ge­reicht. Das BMWi will mit dem Wett­be­werb her­aus­ra­gen­de Ansät­ze für die Anwen­dung von KI in wich­ti­gen Sek­to­ren der deut­schen Wirt­schaft för­dern. Das Pro­jekt Kiks gehört zu den 35 bes­ten Ideen und erhält in der nun fol­gen­den geför­der­ten vier­mo­na­ti­gen Wett­be­werbs­pha­se die Mög­lich­keit, eine detail­lier­te Road­map zur Umset­zung der Kon­zept­idee und zur Bil­dung eines schlag­kräf­ti­gen Kon­sor­ti­ums aus­zu­ar­bei­ten. Die aus­sichts­reichs­ten Vor­schlä­ge kön­nen in der anschlie­ßen­den Umset­zungs­pha­se ihr Kon­zept rea­li­sie­ren und erhal­ten dafür inner­halb von drei Jah­ren jeweils bis zu 15 Mil­lio­nen Euro.