Das 21,3 Mio. € umfassende öffentlich-private Forschungsprogramm soll künstliche Intelligenz (KI) einsetzen, um die Krankenversorgung bei Prostata-, Brust- und Lungenkrebs zu verbessern. Ziel ist die Konzipierung, Entwicklung und Bereitstellung der ersten interoperablen und datenschutzkonformen Plattform in Europa sowohl für Onkologiedaten aus dem klinischen Alltag als auch zur Evidenz-Erhebung. Das Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) ist einer der 36 Partner, die hinter OPTIMA stehen.

Gemeinsam mit dem Pharmaunternehmen Pfizer ist das CASUS verantwortlich für die Umsetzung eines der neun OPTIMA-Arbeitspakete. Konkret geht es darum, eine KI-Wissensplattform aufzusetzen und Werkzeuge für erklärbare KI zu entwickeln, um die Entscheidungsfindung in Kliniken zu unterstützen.

Die Mitglieder des OPTIMA-Konsortiums sind multidisziplinäre, private und öffentliche Interessenvertreter aus dem klinischen, akademischen, Patienten-, regulatorischen, datenwissenschaftlichen, rechtlichen, ethischen und pharmazeutischen Bereich. Um das ehrgeizige Ziel einer verbesserten Behandlung von Personen mit soliden Tumoren – und hier speziell bei Prostata-, Brust- und Lungenkrebs – zu verwirklichen, beabsichtigt OPTIMA:

• Den Aufbau einer sicheren, groß angelegten Evidenzdatenplattform für Prostata-, Brust- und Lungenkrebs. Sie führt die aus dem Alltag stammenden klinischen Daten von mehr als 200 Mio. Menschen zusammen. Zum Schutz der Privatsphäre wird die Plattform GDPR (General Data Protection Regulation)-konform ausgestaltet sein. Die interoperable Plattform wird Datensätze, Datenanalysewerkzeuge, föderierte Lerntools, KI-Algorithmen sowie elektronische Entscheidungshilfen enthalten.
• Die Generierung neuen Wissens durch die Entwicklung fortschrittlicher Analysen und KI-Modelle zum Identifizieren, Priorisieren und Schließen der wichtigsten Wissenslücken bei Prostata-, Brust- und Lungenkrebs sowie zur Formulierung von Empfehlungen für bessere klinische Leitlinien.
• Die Entwicklung von KI-basierten Werkzeugen, die dabei unterstützen, Behandlungsentscheidungen bei Prostata-, Brust- und Lungenkrebs auf der Grundlage führender Richtlinien für die klinische Praxis zu treffen.

Individualisierte Pflegeentscheidungen identifizieren

Diese neuen Tools und Modelle sollen die Verarbeitung von hochdimensionalen Daten verschiedener Quellen wie z.B. medizinischer Bilder ermöglichen, um so Faktoren für individualisierte Pflegeentscheidungen zu identifizieren. Damit könnte letztlich eine personalisierte Behandlung für Krebskranke in den Kliniken unterstützt werden.

„Das Hauptziel von OPTIMA ist es, das Potenzial der KI zu nutzen, um medizinischen Fachkräften die Möglichkeit zu geben, jeder an Prostata-, Brust- und Lungenkrebs erkrankten Person und den Angehörigen die bestmögliche personalisierte Behandlung zukommen zu lassen“, sagt Prof. James N'Dow von der European Association of Urology und der Academic Urology Unit an der Universität Aberdeen (Vereinigtes Königreich). „Dies ist ein ehrgeiziges Ziel, dem sich das gesamte OPTIMA-Konsortium verschrieben hat und das auf der vielfältigen Wissensbasis und Expertise unserer Mitglieder aufbaut. Wir hoffen, dass wir durch unsere Zusammenarbeit sinnvolle Verbesserungen in der Krebsbehandlung erzielen können“, fährt N'Dow fort, der OPTIMA gemeinsam mit Dr. Hagen Krüger, Medizinischer Direktor Onkologie bei Pfizer Deutschland, leitet.

Krüger fügt hinzu: „Das Gesundheitswesen hat bereits damit begonnen, sich die Möglichkeiten der KI zur verbesserten Behandlung von Krebspatienten zunutze zu machen. Es besteht allerdings noch ein immenses ungenutztes Potenzial für die Integration dieser Werkzeuge der nächsten Generation in Pflegemodelle und Entscheidungsprozesse. Wir hoffen, dass OPTIMA ein entscheidender Wegbereiter für die Entwicklung personalisierter Behandlungen sein wird, die den individuellen Bedürfnissen jeder betroffenen Person gerecht werden.“

Arbeitspaket 7 unter CASUS-Leitung

Unter der gemeinsamen Leitung von CASUS und Pfizer werden die Partner im Arbeitspaket 7 „AI knowledge base implementation“ Tools für erklärbare KI entwickeln, um die Entscheidungsfindung in Kliniken auf der Grundlage einer Vielzahl von Datenquellen und -sätzen – darunter (nicht-)interventionelle Studiendaten und Daten aus dem klinischen Alltag – zu unterstützen. Beide Konsortiumsmitglieder werden auch die Arbeit zur Etablierung automatisierter Prozesse leiten, die eine kontinuierliche Validierung und Verbesserung von Machine-Learning-Modellen ermöglichen.

Schließlich werden das CASUS und Pfizer die Erstellung einer Plattform für das Analysieren der Daten von Erkrankten unterstützen, um komplexere KI-Auswertungen zu ermöglichen. Dr. Michael Bussmann, CASUS-Gründungsbeauftragter, weist auf ein längerfristiges Projektziel hin: „Unsere Plattform wird auch die Entwicklung und Integration neuer KI-Modelle ermöglichen, die von Forschenden stammen, die nicht aus dem OPTIMA-Konsortium kommen oder die erst in der Zukunft auf die Plattform stoßen. Voraussetzung dafür ist, dass diese Modelle eine strenge klinische Validierung durchlaufen und vom Scientific Governance Board von OPTIMA zugelassen sind.“

Aufgrund seiner heterogenen, multidisziplinären Mitgliederschaft befindet sich das OPTIMA-Konsortium in der außergewöhnlichen Position, Verfahren zur Evidenzgenerierung für das Gesundheitswesen zu entwickeln, mit deren Hilfe echte Evidenz in die Leitlinien zur guten klinischen Praxis integriert werden kann. Im Erfolgsfall könnte OPTIMA auch dazu beitragen, Best-Practice-Verfahren für die Leitlinien-Entwicklung zu etablieren, die Analysen und Evidenz auf der Grundlage von KI-Modellen einbinden.

OPTIMA knüpft an weitere IMI-Projekte wie EHDEN, Harmony und (unterstützt durch CASUS) PIONEER an. Alle diese Projekte stärken den European Health Data Space (EHDS). Der EHDS ist eine Initiative der Europäischen Kommission zur Förderung des besseren Austauschs und Zugangs zu verschiedenen Arten von Gesundheitsdaten, um Gesundheitsversorgung, -forschung und -politik zu unterstützen. Bei erfolgreichem Verlauf könnte OPTIMA nicht nur Wissen und Daten zum EHDS beitragen, sondern auch die europäische Gesetzgebung rund um den Einsatz von KI-Algorithmen im Gesundheitswesen prägen.