Arbeitsgruppe Prostatakarzinom

Mit einer Inzidenz von 23,2% ist das Prostatakarzinom laut ECIS (European Cancer Information System, Daten von 2020) die in Europa am häufigsten auftretende bösartige Tumorerkrankung des Mannes. Vorsorge, Diagnostik und Therapie haben in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht und nicht zuletzt gezeigt, welch hohen Mehrwert interdisziplinäre Forschungsvorhaben in diesem Feld haben. Es zeigt sich aber auch sehr deutlich, wie komplex sich der Weg durch die einzelnen Stationen von Erstverdacht, über Diagnose, Therapieentscheidung und Nachsorge für den Patienten, aber auch die involvierten Ärztinnen und Ärzte unterschiedlicher Disziplinen gestaltet.

CLINIC 5.1 (Comprehensive Lifesciences Neural Information Computing – ergebnisorientierte Patientenbehandlung durch KI-definierte Interventionen mit dem virtuellen Patienten in 4D) setzt an diesem Punkt an und bringt Expertinnen und Experten aus Klinik, Forschung und Industrie zusammen. Mithilfe neuer KI-gestützter Verfahren und der Integration diagnose- und therapierelevanter Daten in eine einheitliche Datenumgebung wird im Rahmen von CLINIC 5.1 ein digitaler Zwilling eines Prostatapatienten erstellt, um eine gezielte Entscheidungsunterstützung und somit personalisierte Behandlung des Patienten zu ermöglichen. Mit dieser Proof-of-Concept-Studie möchte das CLINIC 5.1-Konsortium anhand des digitalen Zwillings zum einen den Weg des Patienten durch die einzelnen Stationen von Diagnose über Therapie bis zur Nachsorge abbilden und zum anderen die Möglichkeit eröffnen, die in diesem Kontext erhobenen und ärztlich ausgewerteten Daten zusätzlich mittels modernster KI-Algorithmen zu analysieren und zu korrelieren. Mithilfe des digitalen Zwillings können die verschiedenen Therapieoptionen und die damit verbundenen Risiken aber auch Erfolgschancen individuell für den Patienten bestimmt werden. Ärztinnen und Ärzte können auf diese Weise maßgeblich bei der komplexen Entscheidungsfindung unterstützt werden.

In der Abteilung für Radiologie am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) wird im Rahmen von CLINIC 5.1 das Teilprojekt „Intelligent Pattern Recognition/MultiOmics" durchgeführt. In diesem Arbeitspaket werden technische Ansätze zur intelligenten Mustererkennung auf medizinischen Bilddaten umgesetzt und in der Anwendungsdomäne der Prostata-MRT erprobt. Ziel ist zum einen die Entwicklung einer Annotationsplattform, mit der Radiologinnen und Radiologen diagnostische Befunde analysieren können. Die Annotationsplattform ermöglicht eine systematische Auswertung von Bilddaten, die Erhebung quantifizierbarer diagnostischer Parameter und die Kuration von Bild- und klinischen Daten. Zum anderen werden am DKFZ modernste Ansätze der computerbasierten medizinischen Bildverarbeitung auf die Problemstellung der Diagnose des klinisch signifikanten Prostatakarzinoms angewandt, wobei besonders Radiomics und Deep Learning zum Einsatz kommen. Dazu wird eine Demonstrator-Applikation entwickelt, die auf individuellen bildgebenden Untersuchungen Vorhersagen treffen kann. Auf integrativer und MultiOmics-Ebene werden in enger Zusammenarbeit mit der Urologischen Universitätsklinik Heidelberg sowie der Abteilung für angewandte Tumorbiologie am Pathologischen Institut des Universitätsklinikums Heidelberg, die MRT-Bilddaten sowohl mit Bilddaten der digitalen Pathologie als auch mit in CLINIC 5.1 vorliegenden demographischen, klinischen und MultiOmics Daten verknüpft, um optimierte und flexible Vorhersagemodelle zu entwickeln und mit bestehenden Risikomodellen zu vergleichen.

CLINIC 5.1 wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) als Strategisches Einzelprojekt im Bereich „Entwicklung digitaler Technologien" gefördert.

Konsortialpartner:
• Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
• Drägerwerk AG & Co. KgaA (assoziiert)
• KARL STORZ SE & Co. KG
• mbits imaging GmbH (assoziiert)
• SAP SE
• Siemens Healthineers AG
• Universität Heidelberg, Physikalisches Institut
• Universitätsklinikum Heidelberg
• Universitätsmedizin Mannheim, Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin (assoziiert)

Verbundkoordinator:
Universitätsklinikum Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 420
69120 Heidelberg
Projektlaufzeit: März 2021 – August 2023

Kontakt Teilprojekt Intelligent Pattern Recognition/MultiOmics (AP6):
Prof. Dr. med. David Bonekamp
Abteilung für Radiologie/E010
Deutsches Krebsforschungszentrum