Tag Onkologie

Software ECHOMICS des Fraunhofer IGD erkennt bereits im Ultraschall bösartig veränderte Lymphknoten.

Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer IGD haben eine Software entwickelt, die Ultraschalluntersuchungen im Hals-Kopf-Bereich noch aussagekräftiger machen: Mit ECHOMICS wird es möglich sein, bösartig veränderte Lymphknoten ohne invasive Bestimmungsmethoden sicher zu diagnostizieren. Die Ergebnisse des Projekts präsentieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der Messe DMEA vom 26. bis 28. April 2022 in Berlin.

Die Sonographie ist eines der wichtigsten bildgebenden Verfahren, auch in der Diagnostik von Krebserkrankungen. Bösartig veränderte Lymphknoten, die von Plattenepithelkarzinomen im Kopf-Hals-Bereich streuen, werden aber oft erst durch eine Biopsie sicher diagnostiziert. „Künftig wird es möglich sein, bösartig veränderte Lymphknoten per Ultraschall direkt zu erkennen und eine passende Therapie einzuleiten, ohne den Umweg über eine Biopsie oder Resektion zu gehen“, sagt Dr. Stefan Wesarg, Leiter der Abteilung Visual Healthcare Technologies am Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD. Möglich macht dies die Software ECHOMICS.

KI-basierte Algorithmen

Dazu haben die Forschenden KI-basierte Algorithmen entwickelt, die Lymphknoten sowohl auf 2D- als auch auf 3D-Bildern vom Kopf-Hals-Bereich automatisch erkennen und markieren. Parameter wie zum Beispiel Form und Größe eines Lymphknotens, seine Binnenstruktur und Elastizität oder seine spezifischen Merkmale der Randbeschaffenheit geben Aufschluss über die Art der Veränderung – analog zur automatisierten Analyse von Tumoren in radiologischen Bilddaten. Zudem berücksichtigt die Software auch klinische Daten der Patientinnen und Patienten wie Geschlecht, Alter oder Lebensgewohnheiten.

„Um frühzeitig bösartige Veränderungen erkennen zu können, ist es wichtig, immer dieselben Lymphknoten zu untersuchen und diese neuen Bilddaten mit den bereits vorhandenen systematisch abzugleichen“, erläutert Wesarg. Eine anspruchsvolle Analyse-Aufgabe, die selbst erfahrene Medizinerinnen und Mediziner vor Herausforderungen stellt. Genau an dieser Stelle setzt ECHOMICS an.

Visual Analytics helfen, Hypothesen zu prüfen

Die Software ermöglicht aber nicht nur den individualspezifischen Abgleich von Datensätzen über einen längeren Zeitraum, sondern auch Kohortenanalysen. „Forschende können Hypothesen aufstellen, zum Beispiel über eine Korrelation verschiedener Merkmale und diese anhand der Daten validieren“, sagt Prof. Jörn Kohlhammer, Leiter der Abteilung Informationsvisualisierung und Visual Analytics. Umso mehr Patientinnen und Patienten anonymisiert in der Software erfasst werden, desto sicherer ist die Verifizierung relevanter Marker.

Ziel ist es, eine Art Signatur für das in Lymphknoten metastasierte Plattenepithelkarzinom zu erstellen, die eine exakte Diagnose erlaubt und eine Prognose über den weiteren Verlauf ermöglicht. „Das ist zwar noch Zukunftsmusik, wir geben der klinischen Forschung mit ECHOMICS aber ein entscheidendes Tool an die Hand, diesem Ziel näher zu kommen“, sagt Wesarg. Erste Anwender von ECHOMICS sind Medizinerinnen und Mediziner an der Uniklinik Düsseldorf. Hier werden jährlich mehr als 3750 Ultraschalluntersuchungen von Hals-Lymphknoten durchgeführt. „Mit ECHOMICS wird eine zusätzliche Entscheidungshilfe bei der Diagnostik von Lymphknoten geschaffen, die eine erhöhte diagnostische Sicherheit für Ärztinnen und Ärzte sowie Patientinnen und Patienten schafft“, sagt PD Dr. Kathrin Scheckenbach, Oberärztin in der HNO-Klinik am Universitätsklinikum Düsseldorf. „Außerdem führt uns dieser Weg in eine in höherem Maße automatisierte IT/KI-gestützte und so vermehrt objektivere Beurteilung.“Weiterentwickelt und marktfähig gemacht wird ECHOMICS gemeinsam mit dem Partner Medcom aus Darmstadt.

ECHOMICS ist ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördertes Projekt im Rahmen von „KMU-innovativ: Medizintechnik“, das im April 2022 abgeschlossen wird. Auf der DMEA in Berlin präsentieren die Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD diese und weitere Neuentwicklungen einem interessierten Fachpublikum.

Weiterführende Informationen:
Zu diesem und allen weiteren Exponaten des Fraunhofer IGD auf der DMEA: https://www.fh-igd.de/DMEA

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Fraunhofer IGD auf der DMEA

– Berlin, 26.-28. April 2022
– Fraunhofer-Gemeinschaftsstand: Halle 2.2, Stand E106
– Presserundgang: 26. April, 12.30 Uhr

Über das Fraunhofer IGD:
Das 1987 gegründete Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD ist die international führende Einrichtung für angewandte Forschung im Visual Computing, der bild- und modellbasierten Informatik. Wir verwandeln Informationen in Bilder und Bilder in Informationen. Stichworte sind Mensch-Maschine-Interaktion, Virtual und Augmented Reality, künstliche Intelligenz, interaktive Simulation, Modellbildung sowie 3D-Druck und 3D-Scanning. Rund 180 Forscherinnen und Forscher entwickeln an den drei Standorten Darmstadt, Rostock und Kiel neue technologische Anwendungslösungen und Prototypen für die Industrie 4.0, das digitale Gesundheitswesen und die „Smart City“. Durch die Zusammenarbeit mit den Schwester-Instituten in Graz und Singapur entfalten diese auch internationale Relevanz. Mit einem jährlichen Forschungsvolumen von 21 Mio. Euro unterstützen wir durch angewandte Forschung die strategische Entwicklung von Industrie und Wirtschaft.

Kontakt
Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD
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Fraunhoferstraße 5
64283 Darmstadt
+49 6151 155-146
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https://www.igd.fraunhofer.de

Neue Online-Plattform gestartet

Mutmach-Postkarte. © mutpro

„Das Leben lässt sich nicht üben. Aber wir können gemeinsam neue Perspektiven und Sichtweisen für unser Leben mit der Krebserkrankung entwickeln.“ Heike Michel, Mutmacherin

Am 1. November 2021 ist die neue Mutmach-Plattform „mutpro“ online gegangen, die Betroffene, Angehörige und Freunde bei der Bewältigung des Lebens mit Krebs unterstützt. Sie wurde zusammen mit Betroffenen, Mitgliedern der Selbsthilfe und Onkologie-Experten gestaltet. Maike Boje, eine Betroffene aus Burg auf Fehmarn beschrieb die Intention so: „Ich mag Menschen, die sich auch mit dir in die Trümmer setzen und sagen: „Schöne Scheiße… aber jetzt lass uns etwas Neues daraus bauen. Vieles versuchte mich schon auf die Seite zu kippen, aber ich stehe immer wieder auf!´ Genau dieses Gefühl wollen wir hier transportieren. Mut machen, wenn Mut und Hoffnung alles zu sein scheint, was uns bleibt.“ Die Plattform www.mutmachprodukte.de ist Begleiter und Ansprechpartner für praktische Hilfen und Tipps zum Leben mit Krebs und bietet Informationen auch abseits der üblichen Krebsthemen (Tattoos und Henna, Wandplanern, themenbezogenen Computer-Games und vieles mehr).

Mutmach-Postkarten und praktische Kurse

Ein wichtiges Element der Mutmach-Plattform sind die neuen Mutmach-Postkarten, die sich mit einem anderen Blick der Krebserkrankung und ihren Herausforderungen widmen. Sie gibt es exklusiv im Mutmach-Shop. Der Shop ist offen für Selbsthilfegruppen und Interessenten, die ihre eigenen Mutmach-Produkte über die Plattform anbieten möchten. Gleichzeitig werden damit ausgewählte Projekte (das Power-Camp der Frauenselbsthilfe Krebs, Onkolotsen, Pro Mater Sano e.V. – Hilfe für krebskranke Mütter mit Babys und Kleinkindern oder dem Wünschewagen Thüringen) unterstützt, welche sich für Krebspatienten engagieren.

Praktische Kurse zum Leben mit Krebs, wie zur Schlagfertigkeit, zu erfolgreichen Arztgesprächen, zum pferdegestützten Coaching, Achtsamkeit, Qi Gong oder Yoga ergänzen das Angebot. Mit den Mutmach-Kursen wollen die Initiatoren und Referenten Betroffene und Angehörige unterstützen, stark machen und gemeinsam mit ihnen lachen. Sie vermitteln praktische Informationen in Bezug auf die Erkrankung, tauschen Erlebtes aus und schaffen neue Zuversicht für das weitere Leben mit dem Krebs.

Der Workshop zu erfolgreichen Arztgesprächen vermittelt Betroffenen so Rüstzeug, wie sie ihre Ärzte ohne den „Einsatz körperlicher Gewalt“ daran hindern, das Gespräch zu früh zu beenden. Die Macher lüften das „Mysterium, warum Ärzte zu Visiten im Rudel auftreten“. Und, sie helfen Betroffenen, das Fach-Chinesisch ohne Wörterbuch zu übersetzen. Aktuell sind die Kurse Online-Angebote.

Ergänzend sind weitere Mutmacher wie Blogs, Bücher, Dokus, Filme, Musik, Videos und Podcasts auf der Plattform zu finden.

Ausgangspunkt sind die Bedürfnisse der Betroffenen

„Ich möchte meine Erfahrungen teilen und von Krebs betroffene Menschen, ihre Angehörigen und Zugehörige unterstützen, ihnen Mut machen und helfen, mit der Erkrankung besser zu leben“, so Ulrike Filippig, in 2015 selbst betroffen und eine der Ideengeberinnen für das Portal. „Im Laufe meiner Krebserkrankung machte ich die Erfahrung, wie wichtig und wie gut es tut sich mit Menschen darüber auszutauschen, die dasselbe Schicksal traf. Sich gegenseitig beizustehen auf den Weg durch die Erkrankung, über seine Sorgen und Ängste zu sprechen und dadurch gemeinsam Kraft und Mut zu schöpfen mit und nach der Erkrankung zu leben“, ergänzt Betroffene und Mutmacherin Jacqueline Wipper von der Selbsthilfegruppe junge Frauen mit und nach Krebs Artern & Sömmerda.

Seit 2012 bietet das Jenaer Unternehmen cura:medial UG (haftungsbeschränkt) bereits die Krebs-Nachrichten im Internet an (www.krebs-nachrichten.de). Hier finden Betroffene, Angehörige und Interessierte aktuelle Informationen und Nachrichten aus allen Bereichen der Onkologie sowie den angrenzenden Bereichen in Forschung, Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Gesellschaft. Während der Zusammenarbeit mit Betroffenen, Angehörigen und Experten entwickelte sich dann die Idee, nicht nur über aktuelle Entwicklungen im Bereich der Onkologie zu berichten, sondern auch ganz konkret praktische Hilfen und Tipps zum Leben mit Krebs zu bieten. So entstand die Mutmach-Plattform www.mutmach-produkte.de

Kontakt
cura:medial UG (haftungsbeschränkt)
Thomas Heckmann
Brändströmstr. 64
07749 Jena
015901237019
t.heckmann@mutmachprodukte.de
https://www.mutmachprodukte.de

Med²icin: Verbindung individueller klinischer Daten mit Populationsdaten für gezieltere Diagnosen.

Forschungsprojekt MED²ICIN

Mit einem Klick zur optimalen Prävention, Diagnose und Therapie: Sieben Fraunhofer-Institute präsentieren im Rahmen des Leitprojekts MED²ICIN den ersten Prototyp eines digitalen Patientenmodells. Die personalisierte und kostenintelligente Behandlung wird damit auf eine ganz neue Basis gestellt und eröffnet neue Perspektiven. Getestet wird der Prototyp bereits am Universitätsklinikum Frankfurt.

„Mit dem Prototyp eines digitalen Patientenmodells betreten wir eine neue Ära bei der Behandlung der Patientinnen und Patienten“, sagt Dr. Stefan Wesarg, Head of Competence Center Visual Healthcare Technologies am Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD und Koordinator von MED²ICIN.

Bislang sind die Diagnose und Therapie von chronischen Erkrankungen wie Multipler Sklerose, Krebs oder Demenz äußerst komplex und kostenintensiv. Ein Grund: Patientendaten wie Anamnesegespräche, MRT-Aufnahmen, Laboruntersuchungen oder Therapieverläufe werden zwar immer besser digital erfasst und vorgehalten, liegen aber unstrukturiert und für die Behandelnden nicht immer greifbar vor. Eine sinnvolle Aufbereitung, Verknüpfung und Visualisierung der Patientendaten und ein direkter Zugriff auf aktuellste Studiendaten oder Leitlinien für die klinische Entscheidungsfindung ist im Klinikalltag während der Patientenvorstellung nicht möglich.

Digitaler Zwilling für eine optimale Patientenversorgung

Das Leitprojekt MED²ICIN verbindet nun all diese Gesundheitsinformationen einer Patientin oder eines Patienten miteinander und gleicht sie mit Parametern aus Populationsstudien und Daten spezifischer Krankheitsbilder wie Diagnostik, Krankheitsverlauf, Medikation oder Therapien anderer Betroffener ab. Unter Berücksichtigung klinischer Leitlinien und gesundheitsökonomischer Aspekte entsteht so ein ganzheitliches, digitales Patientenmodell – ein digitaler Zwilling.

Gearbeitet wird mit dem entwickelten digitalen Abbild bereits am Universitätsklinikum Frankfurt am Main. Hier wird es am Beispiel chronisch entzündlicher Darmerkrankungen (CED) evaluiert und implementiert. Dazu liegen Daten von mehr als 600 Betroffenen mit 170 verschiedenen Parametern vor. Eine Zusammenarbeit wie die mit dem Universitätsklinikum Frankfurt am Main bietet für die Fraunhofer-Institute einen großen Vorteil: „Durch das Feedback von Ärztinnen und Ärzten können wir bereits jetzt gezielt auf die Wünsche und Fragestellungen derjenigen eingehen, die das System später im Einsatz haben werden“, erläutert Wesarg. Ein interdisziplinäres Zusammenspiel erfolge zudem unter den sieben beteiligten Fraunhofer-Instituten. Sie schaffen durch ihre Spezialgebiete einzigartige Voraussetzungen für die Entwicklung eines solchen digitalen Patientenmodells.

Aktuelle Anwender in dieser Projektphase sind Medizinerinnen und Mediziner im Krankenhaus in der Behandlung von zumeist eingewiesenen Erkrankten mit komplexen Krankheitsverläufen. Im späteren Verlauf sind auch niedergelassene Fachärztinnen und Fachärzte eingebunden, aber auch die Patientinnen und Patienten sollen Zugänge erhalten. Gleiches gilt für Forschungsinstitute oder Krankenkassen. Dafür wollen die Fraunhofer-Forschenden die Lösung gemeinsam mit Life-Science-Unternehmen und Technologie-Providern in der Health IT vermarkten.

Besserer Einsatz gesamtgesellschaftlicher Gesundheitsausgaben möglich

„Mit diesem Abbild einer Patientin oder eines Patienten lassen sich jedoch nicht nur enorme Verbesserungspotenziale für die Behandlung von Einzelpersonen erreichen“, sagt Wesarg. Auch ein besserer Einsatz gesamtgesellschaftlicher Gesundheitsausgaben sei so möglich. Ein intelligenter Ressourceneinsatz ist besonders vor der Herausforderung des demografischen Wandels von zentraler Bedeutung. Technologiegetriebene Innovationen wie das Fraunhofer-Leitprojekt MED²ICIN helfen, die stetig steigenden Kosten für eine bestmögliche Behandlung der Betroffenen zu nutzen. Das Leitprojekt geht durch das Zurückgreifen auf einen Datenpool zu ähnlichen Fällen und einer Analyse der Daten dabei weit über bestehende Digitalisierungsprojekte wie zum Beispiel das der elektronischen Patientenakte oder Krankenhausinformationssysteme (KIS) hinaus.

Modulares Dashboard für die Visualisierung der Daten

Aufbereitet und visualisiert werden die Daten bei MED²ICIN in einem modularen Dashboard. Die Oberfläche wurde derart gestaltet, dass sie intuitiv zu bedienen und je nach Nutzendem individuell anpassbar ist. So ist zum Beispiel auch ein 3D-Modell des menschlichen Körpers mit seinem Organsystem integriert. Wobei der Detaillierungsgrad der angezeigten Informationen beim Leitprojekt MED²ICIN noch viel höher ist als 3D-Modelle es ermöglichen. Mit dem Dashboard erhält das medizinische Fachpersonal nun eine umfangreiche, datengestützte Entscheidungshilfe, um die beste Therapie einleiten zu können.

Das Leitprojekt MED²ICIN wird als generisches Modell entwickelt. Es kann für eine Vielzahl von medizinischen Fragestellungen zu unterschiedlichsten Krankheitsbildern – wie die des Herzkreislaufsystems oder der Onkologie – herangezogen werden. Die Entwicklung erfolgt unter strenger Einhaltung der europäischen Datenschutzgrundverordnung. Alle Daten werden pseudonymisiert und lassen keine Rückschlüsse auf einzelne Personen zu. Das Leitprojekt startete im Oktober 2018 und ist auf vier Jahre ausgelegt. Nach den ersten erfolgreichen Tests stehen nun die Weiterentwicklung des digitalen Patientenmodells und die Suche nach IT-Partnern an, die die Lösung für Krankenhäuser implementieren können.

Weiterführende Informationen: https://websites.fraunhofer.de/med2icin

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Hintergrundinformation / Das Projektkonsortium besteht aus den folgenden Fraunhofer-Instituten:
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Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD

– Projektleitung
– Schwerpunkte im Projekt: Kohortenanalyse, intelligente Bildauswertung, longitudinale Modellierung

Fraunhofer-Institut für Internationales Management und Wissensökonomie IMW

– Schwerpunkte im Projekt: Gesundheitsökonomie, strategische Rahmenbedingungen, Marktanalyse und Verwertungsstrategie

Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS

– Schwerpunkte im Projekt: Wissensgraphen und Ontologien, Wissensextraktion, longitudinale Modellierung

Fraunhofer-Institut für Digitale Medizin MEVIS

– Schwerpunkt im Projekt: Digitales Patientenmodell, zeitliche Modellierung von Krankheitsverläufen, intelligente Datenbasierte Unterstützung von Diagnose- und Therapieentscheidungen

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

– Schwerpunkte im Projekt: Datenschutz & Datensouveränität, Erklärbarkeit von KI-Verfahren, UX-/IX-Design, leitlinienbasierte Entscheidungsunterstützung

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

– Schwerpunkte im Projekt: Analyseverfahren für die digitale Pathologie, Verfahren für die Auswertung von Biosignalen, Expertise bei der Erstellung von Kommunikationsprotokollen

Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP

– Schwerpunkte im Projekt: Medizinische Expertise zur Nutzbarmachung von Daten und Wissen

Über das Fraunhofer IGD:
Das 1987 gegründete Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD ist die international führende Einrichtung für angewandte Forschung im Visual Computing, der bild- und modellbasierten Informatik. Wir verwandeln Informationen in Bilder und Bilder in Informationen. Stichworte sind Mensch-Maschine-Interaktion, Virtual und Augmented Reality, künstliche Intelligenz, interaktive Simulation, Modellbildung sowie 3D-Druck und 3D-Scanning. Rund 180 Forscherinnen und Forscher entwickeln an den drei Standorten Darmstadt, Rostock und Kiel neue technologische Anwendungslösungen und Prototypen für die Industrie 4.0, das digitale Gesundheitswesen und die „Smart City“. Durch die Zusammenarbeit mit den Schwester-Instituten in Graz und Singapur entfalten diese auch internationale Relevanz. Mit einem jährlichen Forschungsvolumen von 21 Mio. Euro unterstützen wir durch angewandte Forschung die strategische Entwicklung von Industrie und Wirtschaft.

Kontakt
Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD
Daniela Welling
Fraunhoferstraße 5
64283 Darmstadt
+49 6151 155-146
presse@igd.fraunhofer.de
https://www.igd.fraunhofer.de