"Big Data" in der Augenheilkunde
Arbeitsbereiche
In Kooperation mit der KI-Division des Helmholtz Zentrums München (unter Leitung von Prof. Dr. Dr. Fabian Theis) wurde ein „Deep-Learning“-Algorithmus zur Segmentierung komplexer OCT-Bilddaten bei der altersabhängigen Makuladegeneration entwickelt. Mit Hilfe dieses Algorithmus können neue Erkenntnis über die Krankheit selbst, den longitudinalen Krankheitsverlauf sowie das jeweilige Ansprechen auf verschiedene Therapien gewonnen werden, wobei die ersten Ergebnisse bereits vielversprechende Daten liefern.
Zusätzlich entwickelt und erforscht die Arbeitsgruppe mit den Kooperationspartnern KI-gestützte Prädiktionsmodelle zu verschiedenen Netzhauterkrankungen unter intravitrealer medikamentöser Therapie. Basierend auf diesen Kooperationen sind aktuell weitere Forschungsprojekte in der Vorbereitung, die z.B. zusätzlich zu den klinischen und bildmorphologischen OCT-Daten im Krankheits-/Therapieverlauf auch das Genom bzw. genetische Risikoprofil der Patienten für die altersbedingte Makuladegeneration berücksichtigen sollen.
Die „Smart Eye Database“ ist ein „Clinical Data Warehouse“. Die Datenbank umfasst klinische Untersuchungsdaten (Visus, Augeninnendruck, Medikamente, Diagnosen, Prozeduren etc.) und Messdaten von verschiedenen Geräten (Pentacam, IOLMaster, Autorefraktometer und OCT). Zur Patientenselektion und Datenanalyse gibt es eine Softwaremaske mit der die Datenbank einfach und benutzerfreundlich abgefragt werden kann. Damit ist es möglich Kohorten für retrospektive, aber auch prospektive Studien zusammenzustellen und anschließend als Excel-Tabelle zu exportieren. Die Smart Eye Datenbank bildet somit eine Grundlage für verschiedenste klinische Forschungsprojekte sowie auch für die Entwicklung von KI-Algorithmen.
Im Rahmen dieses Projektes werden alle bildgebenden Verfahren in unserer Klinik vernetzt, damit sie gleichzeitig betrachtet und analysiert werden können. Als technische Grundlage wird ein PACS (FORUM® der Firma Carl Zeiss Meditec) verwendet, das spezifisch für die Augenheilkunde entwickelt wurde.
Neben der Vernetzung der Bildgebung liegt ein weiterer Fokus auf der Optimierung des Workflows, was durch die Integration in das klinische Informationssystem (KIS) sowie der Implementierung eines Aufrufsystems erreicht wird. Ein weiteres Ziel ist die Etablierung von Abläufen zur direkten Verbindung der Diagnostik mit der operativen Versorgung (u. a. zur Planung von Operationsschritten durch Einsatz der Daten bildgebender Verfahren, operative Assistenzsysteme).
Seit der Einführung der elektronischen Patientenakte 2013 werden die Eingabemasken für unsere Spezialsprechstunden regelmäßig erweitert und den Bedürfnissen angepasst. U.a. wurde eine webbasierte Dokumentationsmaske entwickelt, um den Workflow in unserem ambulanten Operationszentrum zu verbessern. Diese zeichnet sich durch eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit aus und übergibt die Daten über erfolgte Eingriffe (z. B. intravitreale Injektion) direkt an unsere elektronische Patientenakte.
Kooperationen
- Helmholtz Zentrum München, Insitute for Computational Biology (Prof. Dr. Dr. Fabian Theis)
- Helmholtz Zentrum München, Institut für Neurogenomik (Prof. Dr. Juliane Winkelmann)
- Deep Eye Medical
- Carl Zeiss Meditec AG, Jena und München
- Heidelberg Engineering, Heidelberg
Arbeitsgruppe:
wiss. Mitarbeiter:
O. Holmberg (Helmholtz)
H. Spitzer (Helmholtz)
N. Horlava (Helmholtz)
A. Anschütz (Data Scientist)
J. Hilpert (SAP Entwicklerin)