Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

KI ermöglicht klinische Bildgebungsanalyse in der Augenheilkunde

19.09.2019

Ein zuverlässiges und schnelles Machine Learning Tool, welches das ARTORG Center der Universität Bern und die Universitätsklinik für Augenheilkunde am Inselspital entwickelt haben, bringt Künstliche Intelligenz (KI) der klinischen Anwendung für Augenerkrankungen näher. Die am 19. September 2019 in Nature Scientific Reports veröffentlichte neuartige Methode extrahiert aus umfangreichen Bilddaten zuverlässig klinisch relevante Informationen. Basierend auf einem Convolutional Neural Network (CNN) liefert das Tool dem Arzt noch während einer Patientenkonsultation in Sekundenschnelle Ergebnisse einer umfassenden Bildanalyse.

Moderne medizinische Bildgebung ermöglicht das engmaschige Monitoring chronischer Augenerkrankungen. Augenärztinnen und Augenärzte entscheiden sich hierzu vor allem für die Optische Kohärenztomographie (englisch: optical coherence tomography), ein bildgebendes Verfahren, das 3D-Bilder des Auges mit extrem hoher Auflösung erzeugt.


Aber ohne KI-Unterstützung übersteigt die grosse Menge an Bildern und Informationen die Kapazität der einzelnen Expertin oder des einzelnen Experten . Die Herausforderung der vorliegenden Studie bestand darin, KI bereitzustellen, die eine große augenheilkundliche Datenmenge mit hoher Geschwindigkeit analysieren kann, um während der Patientenkonsultation die Nutzung aller verfügbaren Informationen aus der Bildanalyse zu ermöglichen.

Ein Forschungsteam des Labors Artificial Intelligence in Medical Imaging (AIMI) am ARTORG Center for Biomedical Engineering Research der Universität Bern sowie der Universitätsklinik für Augenheilkunde am Inselspital, Universitätsspital Bern, präsentiert (nun) ein Machine Learning Tool, das in der Lage ist, eine breite Palette von Biomarkern aus OCT-Scans der Netzhaut zu identifizieren und unverzüglich klinisch relevante Daten zu liefern.

Künstliche Intelligenz entdeckt Biomarker für jeden Krankheitstyp

«In unserem Ansatz klassifiziert die KI OCT-Scans auf der Basis von krankheitstypischen Biomarkern», erklärt Prof. Dr. Raphael Sznitman, Leiter des AIMI-Labors am ARTORG. Biomarker sind Orientierungspunkte und Merkmale in OCT-Scans, die auf eine Krankheit hinweisen oder nach der Behandlung eine Verschlechterung oder Verbesserung anzeigen können.

«Was unsere Ergebnisse auszeichnet, ist, dass unser KI-Algorithmus eine umfassende Biomarker-Charakterisierung vornimmt und die Scans auf der Grundlage von gut untersuchten und bekannten klinischen Indikationen klassifiziert. Dabei identifiziert unsere Methode diese Biomarker autonom, also ohne dass ein ausgebildeter Augenarzt die Strukturen, auf die sich die Technologie konzentrieren soll, vorher markieren muss.»

3D-Bildgebung überwacht Makulaerkrankungen

Die weltweit häufigsten Augenerkrankungen gehen mit schädlichen Einflüssen einher, die zu einer Degeneration der Makula führen (Teil des Augenhintergrundes oder der Netzhaut) und führen letztlich zum Erblinden. Prof. Dr. med. Sebastian Wolf, Direktor und Chefarzt der Universitätsklinik für Augenheilkunde am Inselspital, setzt OCT-Scans zur Therapie chronischer Netzhauterkrankungen wie altersbedingter Makuladegeneration oder diabetischem Makulaödem ein.

«Da die Patientenzahlen steigen, müssen automatisierte KI-Tools im klinischen Umfeld entwickelt werden, um Ärztinnen und Ärzte bei der Analyse der umfangreichen Daten von OCT-Scans zu unterstützen. Genaue, umfassende Informationen aus der Analyse von Patienten-OCTs während der Konsultation sind der Schlüssel zu einem künftig besseren Management solcher Erkrankungen. Das hier vorgestellte Tool ist ein wichtiger Schritt zur Erreichung des Ziels einer besseren Versorgung von Patientinnen und Patienten mit chronischen Augenleiden.»

Machine Learning macht die Bilderfülle auswertbar

Computerprogramme können aus der wachsenden Anzahl routinemäßig generierter OCT-Scans automatisch die wichtigsten Informationen extrahieren, zusammenfassen und präsentieren, um Augenärztinnen und Augenärzte im klinischen Alltag oder in der Forschung zu unterstützen. «Unsere automatisierte Analyse kann für Ärzte ein kostengünstiges und zuverlässiges Werkzeug sein, statt jedes Bild manuell durchgehen zu müssen», sagt Thomas Kurmann, Doktorand am ARTORG AIMI Labor.

«Unsere bisherigen Ergebnisse zeigen, dass unsere Künstliche Intelligenz die häufigsten Krankheitstypen konsequent und mit großer Präzision automatisch klassifizieren und eine breite Palette von Biomarkern identifizieren kann, die typischerweise in krankhaft veränderten Augenscans gefunden werden.»

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

• Prof. Dr.-Ing. Dr. med. Sebastian Wolf, Direktor und Chefarzt, Universitätsklinik für Augenheilkunde, Inselspital, Universitätsspital Bern
• Prof. Dr. Raphael Sznitman, Forschungsgruppenleiter Artificial Intelligence in Medical Imaging und Direktor ARTORG Center for Biomedical Engineering Research, University of Bern

Marcel Wyler | Universitätsspital Bern
Weitere Informationen:
http://www.insel.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Neues Quantum-Material könnte als Frequenz-Vervielfacher die Datenübertragung verbessern
25.05.2020 | Universität zu Köln

nachricht Werkstattbericht #1: Head Mounted Displays (HMDs) – Schwerpunktpositionen und Drehmomente
22.05.2020 | Virtual Dimension Center Fellbach w. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: I-call – Wenn Mikroimplantate miteinander kommunizieren / Innovationstreiber Digitalisierung - »Smart Health«

Die Mikroelektronik als Schlüsseltechnologie ermöglicht zahlreiche Innovationen im Bereich der intelligenten Medizintechnik. Das vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT koordinierte BMBF-Verbundprojekt »I-call« realisiert erstmals ein Elektroniksystem zur ultraschallbasierten, sicheren und störresistenten Datenübertragung zwischen Implantaten im menschlichen Körper.

Wenn mikroelektronische Systeme für medizintechnische Anwendungen eingesetzt werden, müssen sie hohe Anforderungen hinsichtlich Biokompatibilität,...

Im Focus: I-call - When microimplants communicate with each other / Innovation driver digitization - "Smart Health“

Microelectronics as a key technology enables numerous innovations in the field of intelligent medical technology. The Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering IBMT coordinates the BMBF cooperative project "I-call" realizing the first electronic system for ultrasound-based, safe and interference-resistant data transmission between implants in the human body.

When microelectronic systems are used for medical applications, they have to meet high requirements in terms of biocompatibility, reliability, energy...

Im Focus: Wenn aus theoretischer Chemie Praxis wird

Thomas Heine, Professor für Theoretische Chemie an der TU Dresden, hat 2019 zusammen mit seinem Team topologische 2D-Polymere vorhergesagt. Nur ein Jahr später konnten diese Materialien von einem italienischen Forscherteam synthetisiert und deren topologische Eigenschaften experimentell nachgewiesen werden. Für die renommierte Fachzeitschrift Nature Materials war das Anlass, Thomas Heine zu einem News and Views Artikel einzuladen, der in dieser Woche veröffentlicht wurde. Unter dem Titel "Making 2D Topological Polymers a reality" beschreibt Prof. Heine, wie aus seiner Theorie Praxis wurde.

Ultradünne Materialien sind als Bausteine für nanoelektronische Bauelemente der nächsten Generation äußerst interessant, da es viel einfacher ist, Schaltungen...

Im Focus: When predictions of theoretical chemists become reality

Thomas Heine, Professor of Theoretical Chemistry at TU Dresden, together with his team, first predicted a topological 2D polymer in 2019. Only one year later, an international team led by Italian researchers was able to synthesize these materials and experimentally prove their topological properties. For the renowned journal Nature Materials, this was the occasion to invite Thomas Heine to a News and Views article, which was published this week. Under the title "Making 2D Topological Polymers a reality" Prof. Heine describes how his theory became a reality.

Ultrathin materials are extremely interesting as building blocks for next generation nano electronic devices, as it is much easier to make circuits and other...

Im Focus: Mikroroboter rollt tief ins Innere des Körpers

Mit einem Leukozyten als Vorbild haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart einen Mikroroboter entwickelt, der in Größe, Form und Bewegungsfähigkeit einem weißen Blutkörperchen gleicht. In einem Labor simulierten sie dann ein Blutgefäß – und es gelang ihnen, den Mikroroller durch diese dynamische und dichte Umgebung zu steuern. Der Roboter hielt dem simulierten Blutfluss stand und brachte damit das Forschungsgebiet rund um die zielgenaue Medikamentenabgabe einen Schritt weiter: Es gibt keinen besseren Zugangsweg zu allen Geweben und Organen im menschlichen Körper als den Blutkreislauf.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) in Stuttgart haben einen winzigen Mikroroboter entwickelt, der einem weißen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

Erfolgreiche Premiere für das »Electrochemical Cell Concepts Colloquium«

18.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

I-call – Wenn Mikroimplantate miteinander kommunizieren / Innovationstreiber Digitalisierung - »Smart Health«

25.05.2020 | Medizintechnik

Wie Drohnen explosive Vulkane überwachen können

25.05.2020 | Geowissenschaften

Verlustfreie Stromleitung an den Kanten

25.05.2020 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics