Heidelberg / Metropolregion Rhein-Neckar(red/ak/Deutsches Krebsforschungszentrum) –
Die neue “Joint Imaging Platform” – kurz JIP – ist eine flexible dezentrale
Analyseplattform für medizinische Bilder. JIP wurde zunächst für die
Standorte des Deutschen Konsortiums für translationale Krebsforschung (DKTK)
entwickelt und soll institutsübergreifende Bildgebungsprojekte erleichtern
und dazu beitragen, die technischen und rechtlichen Herausforderungen, die
mit der gemeinsamen Nutzung von Bilddaten verbunden sind, besser zu
meistern. Das besondere an der im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ)
entwickelten Plattform: Alle Bilddaten verbleiben an ihrer ursprünglichen
Institution – geteilt werden die Analyse-Algorithmen.
Im DKTK kooperieren Forscher und Ärzte an acht Standorten in Deutschland, um
erfolgversprechende Ansätze der Krebsforschung schneller in die klinische
Praxis zu bringen.
Ob Ultraschall, CT, MRT oder PET: Die Bildgebung ist zentraler Bestandteil
der Versorgung von Krebspatienten: Sie ist unerlässlich in der
Früherkennung, bei der Diagnosestellung, bei der Therapieplanung, beim
Monitoring des individuellen Therapieerfolgs und in der Nachsorge. Bei den
meisten Krebspatienten sind im Verlaufe ihrer Behandlung wiederholte
Untersuchungen in verschiedenen Tomographen erforderlich.
Medizinische Bilder sind mehr als reine Abbildungen: Sie sind medizinische
Datensätze, die einen Patienten charakterisieren. Daher unterliegen sie den
strengen Regeln des Datenschutzes, auch ihre Weiterverwendung für
Forschungszwecke ist eng reglementiert. Die Anonymisierung der Bilddaten ist
technisch schwierig und in der klinischen Praxis oftmals kaum umzusetzen.
Heutige Anonymisierungstechniken könnten morgen möglicherweise leicht zu
“knacken” sein. Darüber hinaus sind die Bilddaten nicht einheitlich, da in
allen Krankenhäusern unterschiedliche IT-Systeme und unterschiedliche
Tomographen verwendet werden.
Diesen Schwierigkeiten steht der dringende Bedarf an Zugang zu den Daten der
medizinischen Bildverarbeitung gegenüber. Insbesondere für die
Weiterentwicklung der vielversprechenden Methoden der Künstlichen
Intelligenz (KI), die gerade in der medizinischen Bildgebung die Ärzte bei
vielen Aufgaben entlasten und unterstützen könnten, ist der Zugang zu großen
Datenmengen unerlässlich.
“Die Hürden bei der Nutzung medizinischer Daten verzögern die klinische
Krebsforschung mitunter erheblich”, sagt Heinz-Peter Schlemmer, Leiter der
Radiologie im Deutschen Krebsforschungszentrum. Besonders anschaulich wird
dieses Problem im Deutschen Konsortium für translationale Krebsforschung
(DKTK): Hier verbinden sich über 20 akademische Institutionen an 8
Standorten mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum vorrangig mit dem Ziel,
gemeinsame klinische Studien durchzuführen. “Das wissenschaftliche Potential
des Konsortiums ist enorm. Doch hierfür sind die Wissenschaftler und Ärzte
des DKTK im hohen Maße darauf angewiesen, Zugang zu den Daten der
beteiligten Partner zu haben, sie auszutauschen und gemeinsam zu nutzen, um
bestmögliche Ergebnisse in der Forschung und Patientenversorgung zu
erreichen”, so Schlemmer.
Um hier Abhilfe zu schaffen, haben Forscher am DKFZ unter der Federführung
des Bildverarbeitungsexperten Klaus Maier-Hein und des Radiologen
Heinz-Peter Schlemmer ein Netzwerk aller radiologischen und
nuklearmedizinischen Abteilungen des DKTK initiiert und eine flexible
dezentrale Analyseplattform für medizinische Bilder eingerichtet – die Joint
Imaging Platform, kurz JIP. “Das besondere an JIP: Wir bringen die
Algorithmen und Bearbeitungswerkzeuge zu den Daten, und nicht umgekehrt”,
erklärt Projektleiter Maier-Hein. “Das bedeutet, die Datenhoheit verbleibt
bei den einzelnen Institutionen. Dieser dezentralisierte Ansatz ermöglicht
es, die hohen Anforderungen des europäischen Datenschutzes einzuhalten.”
JIP lässt sich in alle vorhandenen klinischen Infrastrukturen zu
Datenverarbeitung integrieren. “JIP hat heute schon die Zusammenarbeit der
radiologischen und nuklearmedizinischen Forschungsgemeinschaft innerhalb des
DKTK entscheidend verbessert. Zahlreiche klinische Studien nutzen die
Plattform bereits. Es gibt sogar bereits den Wunsch nach Erweiterung, etwa
um auch histopathologische Daten miteinzubeziehen”, erklärt Maier-Hein.
Das DKTK ist nicht das einzige Forschungsnetzwerk, das eine Plattform zur
Verarbeitung medizinischer Bilddaten benötigt. Dies gilt zum Beispiel
ebenfalls für die kürzlich vorgestellte Initiative “Nationales Netzwerk der
Universitätsmedizin zu Covid-19” des Bundesministeriums für Bildung und
Forschung zur Bewältigung der aktuellen Pandemie. Hierfür stellt die am DKFZ
entwickelte Technologie einen wichtigen Baustein dar bei der Etablierung
einer ersten deutschlandweiten Radiologie-Plattform, an der fast alle
Universitätskliniken beteiligt sind.
In Zukunft soll die JIP auch als Open-Source-Softwareprojekt zur Verfügung
stehen. Durch die Bereitstellung der Plattform und des Quellcodes wollen die
Wissenschaftler dazu beitragen, die beispiellosen Forschungsmöglichkeiten in
der datengesteuerten Medizin weiter zu verbessern.
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