Leuko-Expert: KI-gestützte Diagnoseunterstützung für Leukodystrophien
Laufzeit: 10/2020 – 02/2024
Förderer: Bundesministerium für Gesundheit (BMG)
Projektbeschreibung:
Seltene Erkrankungen (SE) sind aufgrund ihrer geringen Häufigkeit und komplexen Symptome oft schwer diagnostizierbar. Insgesamt sind über 30 Millionen Menschen in Deutschland und Europa betroffen. Verspätete oder falsche Diagnosen können die Lebensqualität erheblich beeinträchtigen und den Zugang zu geeigneten Therapien verzögern. Ein Beispiel für eine solche Erkrankung ist die Leukodystrophie, eine Gruppe genetisch bedingter Stoffwechselstörungen.
Leuko-Expert verfolgt das Ziel, ein KI-gestütztes Expertensystem zu entwickeln, das Ärzt:innen bei der Diagnostik von Leukodystrophien unterstützt. Das System basiert auf einem Modell, das mit modernen Data-Science-Methoden, insbesondere maschinellem Lernen, erstellt wurde.
Im Rahmen eines Proof-of-Concepts soll überprüft werden, ob das entwickelte Modell zuverlässig Diagnosen unterstützen kann. Die Hypothese lautet, dass ein integratives KI-Modell aus multimodalen Daten Muster ableiten kann, die eine frühere und präzisere Diagnosestellung ermöglichen. Die dezentrale Analyse über die Personal Health Train-Infrastruktur gewährleistet dabei den Datenschutz. Langfristig soll das Expertensystem klinikübergreifend eingesetzt werden, Patientinnen und Patienten schneller zu spezialisierten Zentren vermitteln und die diagnostische Sicherheit erhöhen. Außerdem besteht das Potenzial, die Methodik auf weitere seltene Erkrankungen zu übertragen.
MDS-Projektmitglieder:
Projektpartner:
- Universität Leipzig
- Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
- Universitätsklinikum Aachen
- Eberhard-Karls-Universität Tübingen
- Technische Universität Dresden
- Institut für Digitale Technologien gGmbH
Ergebnisse:
An den Projektstandorten Aachen, Leipzig und Tübingen wurde ein Register aufgebaut, das systematisch klinische Daten, genetische Befunde und MRT-Aufnahmen von Patient:innen mit Leukodystrophien erfasst. Bisher sind mehr als 900 Datensätze in das Register eingepflegt worden. Die Analyse erfolgt dezentral über die Personal Health Train-Infrastruktur, sodass Datenschutz und Effizienz gewährleistet sind.
Auf Basis dieser Daten wurden KI-Modelle entwickelt, die insbesondere bei den Symptomdaten und den genetischen Befunden eine hohe Genauigkeit erreichen. Bei den MRT-Daten zeigt sich aufgrund hoher Heterogenität noch Optimierungspotenzial. Erste Anwendungserfahrungen haben gezeigt, dass behandelnde Ärzt:innen schneller Diagnosen erhalten können und Expert:innen über Standortgrenzen hinweg in die Behandlung einbezogen werden können. Zudem eröffnet das System die Möglichkeit, die entwickelten Methoden auf weitere seltene Erkrankungen zu übertragen.
Ergebnis des Projekts ist zudem der Leuko-Expert-Advisor, eine digitale Anwendung, die Überweisungen an Expertenzentren für Leukodystrophie vermittelt, damit Patient:innen mit einem Verdacht auf Leukodystrophie schneller behandelt werden können. Der Leuko-Expert-Advisor wurde ab August 2024 im Folgeprojekt PILEA bis Juli 2025 in einem realen Umfeld getestet.
Referenzen: