CompLS - Runde 5 - Verbundprojekt: ATLAS - Al and Simulation for Tumor Liver Assessment - Entwicklung eines Systems zur klinischen Entscheidungsunterstützung in der Diagnose und Behandlung von Lebertumoren auf Basis von künstlicher Intelligenz und Simulationen - Teilprojekt B

Bösartige Tumore in der Leber sind die zweithäufigste Ursache für krebsbedingte Todesfälle. Die erforderlichen Diagnosen und Therapien sind zeitkritisch und erfordern in hohem Maße patientenspezifische Diagnose- und Behandlungspfade. Hierbei basiert die medizinische Entscheidungsfindung auf einer Vielzahl voneinander abhängigen Faktoren, bei denen verschiedene medizinische Fachrichtungen, persönliche Erfahrungen und klinische Leitlinien einbezogen werden. Die Berücksichtigung aller Entscheidungsfaktoren in Kombination mit den möglichen Therapieansätzen ist eine Herausforderung für die ÄrztInnen und kann auch im interdisziplinären Tumorboard oft nicht optimal gelöst werden. In diesem Projekt entwickeln wir mit ATLAS ein Tool zur Unterstützung der klinischen Entscheidungsfindung. Basierend auf KI-Methoden verarbeitet ATLAS alle relevanten PatientInnendaten aus Datenbanken, systemmedizinischen und kontinuumsbiomechanischen In-Silico-Modellierungsdaten sowie individuelle PatientInnendaten. Das Tool wird in einem Co-Design-Ansatz von ExpertInnen für chirurgische Onkologie, mathematische Modellierung und maschinelles Lernen entwickelt. Die gewählten Methoden verbinden das automatisierte Verständnis einer hochkomplexen PatientInnensituation durch die Simulation von Leberfunktionen mit ExpertInnenwissen und ontologiegestütztem Lernen mit Wissensgraphen aus retrospektiven Fällen von Lebertumoren. Hierbei basiert ATLAS auf einer detaillierten historischen Datenkohorte von über 6.000 PatientInnen mit Lebertumoren und wird durch Fallbeispiele evaluiert. Die Integration von medizinischem ExpertInnenwissen, mathematischer Modellierung und KI stellt einen höchst innovativen und erfolgsversprechenden Ansatz für qualitativ hochwertige Diagnosen und Behandlungen von Lebertumoren dar, der zu einer patientInnenspezifischen Prognoseverbesserung führt. Darüber hinaus liefert die Entwicklung von ATLAS nachhaltige Nutzungsmöglichkeiten für künftige kommerzielle Anwendungen.