Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit Algorithmen für die Analyse des menschlichen Atems die Früherkennung von Krankheiten unterstützen

06.03.2012
Analog zu Urin und Blut sind auch im Atem Stoffwechselprodukte in winzigen Spuren enthalten. Solche Stoffwechselprodukte können auch Signale für Infektionen, Entzündungen oder Krebs sein.

Für ihre Analyse entwickeln Bioinformatiker vom Exzellenzcluster„Multimodal Computing and Interaction“ an der Universität des Saarlandes spezielle Computer-Algorithmen die Ärzte schnell und verlässlich bei der Diagnose unterstützen können. Eine praktische Demonstration geben die Forscher an Stand F34 in Halle 26 auf der Cebit. Die Computermesse findet vom 6. bis 10. März in Hannover statt.


Jan Baumbach leitet die Gruppe„Computational Systems Biology“ am Saarbrücker Exzellenzcluster. Sie erforscht, mit welchen Rechenverfahren aus der Informatik man die riesige biomedizinische Datenmenge, die durch die neuen Analysetechniken inzwischen entstanden ist, effizient und zuverlässig durchsuchen kann.

Im Rahmen eines Kooperationsobjektes mit dem Korea Institute for Science and Technology Europe (KIST Europe) analysierten die Saarbrücker Bioinformatiker Untersuchungen von Medizinern aus zahlreichen medizinischen Einrichtungen, unter anderem in Hemer, Homburg, Essen, Göttingen und Marburg. Deren Ärzte hatten im Rahmen von klinischen Studien die Ausatemluft von Patienten mit bekannten Erkrankungen, wie beispielsweise Lungenkrebs und Infektionen, untersucht.

„Die Messtechnik ist seit mehreren Jahren ausgereift“, erklärt Jan Baumbach, „nun liegt es an der Informatik, ihren Teil zur Auswertung der gemessenen Ergebnisse beizutragen.“ Seine Forschergruppe setzt dazu auf Rechenverfahren, die sonst beim Maschinellen Lernen im Bereich der Künstlichen Intelligenz zum Einsatz kommen.

Mit diesen versuchen sie, unter den gemessenen Stoffwechselprodukten, sogenannten Metaboliten, Muster zu finden, die wie ein Fingerabdruck am Tatort die Krankheit im Körper entlarven können. „Das große Problem ist, dass wir einen Tatort haben mit Abermillionen möglicher Spuren, von denen möglicherweise aber nur zwei oder drei relevant sind“, erläutert Jan Baumbach.

Die Entscheidung, welche Kombination von Metaboliten auf eine Krankheit hinweist, überlassen die Bioinformatiker daher speziell entwickelten Klassifikations-Algorithmen. Aufgrund von Trainingsmaterial lernen diese für den menschlichen Betrachter nicht erkennbare Muster, mit deren Hilfe sie dann automatisch unbekanntes Datenmaterial zuverlässig in die Kategorie „gesund“ oder „Krankheit X“ einordnen können.

„Chronisch obstruktive Lungenerkrankungen (COPD) lassen sich beispielsweise schon sehr genau identifizieren, mit einer Fehlerrate von unter fünf Prozent“, berichtet Jan Baumbach. Um jedoch möglichst viele störende Umwelteinflüsse berücksichtigen zu können, müsse man noch einige klinische Studien durchlaufen. Dennoch ist der Wissenschaftler vom Erfolg des Ansatzes überzeugt. In fünf Jahren, so glaubt er, könne die notwendige Hardware in ein Smartphone eingebaut werden und die heute noch bis 18 Kilogramm schweren Geräte ersetzen. Mit den entsprechenden Algorithmen ließen sich dann beispielsweise Bakterien und Tumore schneller und zuverlässiger bestimmen, der Blutzuckergehalt per Pusten ins Smartphone überprüfen oder das Toastbrot auf Schimmelpilze testen.

Weitere Informationen:

Dr. Jan Baumbach
Exzellenzcluster „Multimodal Computing and Interaction”
Tel: 0681 302-70880
E-Mail: jbaumbac@mpi-inf.mpg.de
Gordon Bolduan
Wissenschaftskommunikation
Exzellenzcluster „Multimodal Computing and Interaction”
Tel: 0681 302-70741, Cebit-Stand 0511 89597046
E-Mail: bolduan@mmci.uni-saarland.de
Healthcare-Saarland
Pressearbeit
Barbara Hartmann
Tel. 06894-5906582
Mail: b.h.hartmann@web.de

Barbara Hartmann | Healthcare-Saarland
Weitere Informationen:
http://www.mpi-inf.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie CeBIT 2012:

nachricht Praktisches Handgerät zum Lesen und Beschreiben von Hochfrequenz-RFID-Datenträgern
24.07.2012 | Contrinex GmbH

nachricht Rittal und Siemens stellen integrierte Energieverteilungslösung vor
20.03.2012 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: CeBIT 2012 >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik