Open-Source-Anwendung „Guardian“
Analyse und Visualisierung von medizinischen Bilddaten
Ein Forscherteam aus Kaiserslautern und Leipzig arbeitet aktuell an einem System, das medizinische Daten automatisch analysieren und visualisieren soll. Die Vorstellung der Technik ist auf der Medizintechnikmesse Medica Mitte November geplant.
Ob Aufnahmen aus dem Computertomographen (CT) oder Bilder von Magnetresonanztomographen (MRT): Im medizinischen Bereich fallen durch solche Techniken viele Daten an. „Sie automatisch zu analysieren und zu visualisieren, ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur personalisierten Medizin“, sagt Christina Gillmann, Informatikerin an der Universität Leipzig. Dabei kommen KI-Verfahren zum Einsatz.
Allerdings ist hier noch vieles im Anfangsstadium. „Jeder medizinische Fall muss einzeln trainiert werden. Die Daten müssen vorab einzeln aufbereitet werden, was sehr aufwändig ist“, erläutert Robin Maack aus der Arbeitsgruppe „Computer Graphics and Human Computer Interaction“ an der Technischen Universität Kaiserslautern. Dazu müssen Ärzte bei jedem medizinischen Fall die Daten einzeln „labeln“. „Das bedeutet beispielsweise, wenn ein Netzwerk trainieren soll, einen Tumor automatisch zu erkennen, müssen bei hunderten Bildern mit bekannten Tumoren diese per Hand eingezeichnet werden, damit das neurale Netzwerk eine Grundlage hat, mit der es lernen kann“, erklärt Gillmann.
Doch es könne auch Unsicherheiten in den Datenlagen geben, gibt Maack zu bedenken. Hier setzt die Arbeit von Gillmann und Maack an: Laut eigenen Angaben arbeite das Team um die beiden an einem einheitlichen System, um medizinische Bilddaten zu verarbeiten, auszuwerten und deren Unsicherheiten zu visualisieren. Der Name des Systems ist gleichsam Programm: „Guardian“, also „Hüter“. Damit könnten Kliniken beispielsweise ihre trainierten neuralen Netze laden und diese mit bereits aufbereiteten Daten kombinieren. Das System wertet die Daten dann aus und visualisiert die Ergebnisse. „Das geschieht automatisch, ohne dass IT-Kenntnisse notwendig sind“, so Maack. „Zudem zeigt unsere Technik die Unsicherheiten an.“ Das heißt, die Ärzte können sich diese noch einmal anschauen und bei Bedarf gemeinsam eine Entscheidung treffen, was zum Beispiel im Einzelfall die beste Behandlung ist.
Auf der Messe Medica, die vom 14. bis 17. November stattfindet, stellen die beiden Informatiker das System vor. Es soll als Open-Source-Anwendung frei zur Verfügung stehen.
Die Arbeitsgruppe „Computer Graphics and Human Computer Interaction“ von Professor Dr. Hans Hagen an der TU Kaiserslautern forscht laut Presseinformation schon länger daran, Daten aus Bildgebungsverfahren für die Medizin derart aufzubereiten, dass sie im klinischen Alltag einfach und zuverlässig nutzbar sind.
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