Um die Entwicklung von künstlicher Intelligenz (KI) in der Pathologie weiterzubringen, wird ein europäisches Konsortium aus führenden europäischen Forschungszentren, Krankenhäusern sowie großen Pharmaunternehmen ein Datenarchiv zur gemeinsamen Nutzung von Pathologiedaten erarbeiten. Das mit 70 Millionen Euro veranschlagte sechsjährige Projekt unter dem Namen BIGPICTURE soll eine neue Ära in der Pathologie einläuten.

Die Pathologie ist der Eckpfeiler bei der Diagnose und Erforschung vieler Krankheiten wie Krebs, Autoimmunerkrankungen, der Nachsorge nach Transplantationen und ist auch entscheidend für die Bewertung der Sicherheit von Medikamenten. Sie basiert auf der Untersuchung von Gewebeproben (Objektträgern) unter dem Mikroskop. Trotz ihrer zentralen Rolle ist sie jedoch immer noch stark von der qualitativen Interpretation durch einen qualifizierten Pathologen abhängig.

Während das Mikroskop den Beruf symbolisiert, hat die Digitalisierung von Objektträgern in den vergangenen Jahren eine Revolution ausgelöst: Bilder können nun nicht nur geteilt und von entfernten Orten aus abgerufen werden, sie lassen sich auch von Computern verarbeiten. Dies öffnet die Tür für Anwendungen künstlicher Intelligenz (KI), die die PathologInnen unterstützen und dabei helfen, Krankheiten zu erforschen, bessere Behandlungsmethoden zu finden und bei Tierversuchen einen Beitrag zum ethischen Prinzip der „3R“ (Replace (Vermeiden), Reduce (Verringern) und Refine (Verbessern)) zu leisten. Die Entwicklung von robusten KI-Anwendungen erfordert jedoch extreme Datenmengen, was im Fall der Pathologie eine riesige Sammlung digitaler Objektträger und die für ihre Interpretation notwendigen medizinischen Daten bedeutet. Aufgrund der erforderlichen Speicherkapazität für eine ausreichend große Sammlung und wegen Bedenken hinsichtlich des vertraulichen Charakters der medizinischen Informationen stellte die gemeinsame Nutzung dieser Daten bislang eine Herausforderung dar.

Um eine rasche Entwicklung von KI in der Pathologie zu ermöglichen, hat sich das Projekt BIGPICTURE zum Ziel gesetzt, die erste europäische, ethische und qualitätskontrollierte Plattform unter Einhaltung der DSGVO (Datenschutz-Grundverordnung) zu schaffen, in der sowohl groß angelegte Daten als auch KI-Algorithmen gleichzeitig vorhanden sind. Die BIGPICTURE-Plattform wird auf nachhaltige und integrative Weise entwickelt, indem sie Gemeinschaften von PathologInnen, ForscherInnen, KI-EntwicklerInnen, PatientInnen und aus der Industrie miteinander verbindet.

Das Projekt gliedert sich in vier Hauptaspekte, die die groß angelegte Datensammlung betreffen. Erstens muss eine Infrastruktur (Hardware und Software) geschaffen werden, um Millionen von Bildern, die jeweils Gigabytes groß sein können, zu speichern, zu teilen und zu verarbeiten. Zweitens müssen rechtliche und ethische Rahmenbedingungen geschaffen werden, um eine angemessene Nutzung der Daten zu gewährleisten und gleichzeitig die Privatsphäre der PatientInnen und die Vertraulichkeit der Daten vollständig zu respektieren. Dann wird ein erster Satz von 3 Millionen digitalen Objektträgern von Menschen und Labortieren gesammelt und im Datenlager gespeichert, um Daten zur Entwicklung von KI-Tools für die Pathologie bereitzustellen. Schließlich werden Funktionalitäten entwickelt, die die Nutzung der Datenbank sowie die Verarbeitung von Bildern für Diagnose- und Forschungszwecke unterstützen.

DIN Deutsches Institut für Normung e.V. wird im Projekt innerhalb des Arbeitspaktes zum Regulatorischen Rahmen für digitale Objektträger und KI-basierte Methoden mitarbeiten. Der DIN-Normenausschuss Medizin wird verantwortlich sein für die Aufgabe "Contribution to future standards" und das Konsortium bei der Umsetzung relevanter Forschungsergebnisse in Normen und Standards unterstützen.

BIGPICTURE ist eine von der IMI finanzierte öffentlich-private Partnerschaft, in der akademische Einrichtungen, kleine und mittlere Unternehmen (KMU), öffentliche Organisationen und pharmazeutische Unternehmen zusammen mit einem großen Netzwerk an Partnern vertreten sind, die Bilder beisteuern.

Projektlaufzeit

Februar 2021 bis Januar 2027

Projektpartner (akademische Einrichtungen)

• Radboud University Medical Center (NL)
• Linköping University (SE)
• Leeds Teaching Hospitals NHS Trust (UK)
• University Medical Centre Utrecht (NL)
• Uppsala University (SE, ELIXIR-Knoten)
• Haute Ecole Spécialisé de Suisse Occidentale (CH)
• Eindhoven University of Technology (NL)
• University of Warwick (UK)
• Technische Universität München (DE)
• Medizinische Universität Graz (AT)
• Institut Pasteur (FR)
• Universität Lüttich (BE)
• Semmelweis Universität (HU)
• National Cancer Institute (NL)
• Region Östergötland (SE)
• Medizinische Universität Wien (AT)
• Universität Marburg (DE)
• Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin kuntayhtymä (FI)

Projektpartner (pharmazeutische Unternehmen)

• Novartis Pharma AG (CH)
• Janssen Pharmaceutica NV (BE)
• Bayer AG (DE)
• Boehringer Ingelheim International GmbH (DE)
• Novo Nordisk A/S (DK)
• Pfizer Ltd. (US)
• Roche (CH)
• Sanofi Aventis recherche et Développement (FR)
• Institut de Recherches Internationales Servier (FR)
• UCB Biopharma SRL (BE)

Projektpartner (andere öffentliche und private Organisationen)

• CSC – IT Center for Science Finland (FI, ELIXIR-Knoten)
• Biobanks and biomolecular resources research infrastructure (AT)
• Azienda Ospedaliera Per L’Emergenza Cannizzaro (IT)
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. (DE)
• Deutsches Institut für Normung e.V. (DE)
• European Institute for Innovation through Health Data (BE)
• European Society of Pathology (BE)
• Digital pathology association (US)
• GBG Forschungs GmbH (DE)
• ttopstart (NL)
• Sectra AB (SE)
• Cytomine SCRLFS (BE)
• Stichting Lygature (NL)
• Owkin (FR)
• Deciphex (IE)
• MedicalPhit (NL)
• Timelex (BE)

Projektförderung

Das Projekt BIGPICTURE erhält Fördermittel vom Gemeinsamen Unternehmen IMI2 (Initiative Innovative Arzneimittel) unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 945358. Dieses gemeinsame Unternehmen wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union und EFPIA unterstützt. www.imi.europe.eu

Diese Mitteilung spiegelt die Ansicht des Konsortiums wider. Weder IMI noch die Europäische Union oder EFPIA sind für die Verwendung der darin enthaltenen Informationen verantwortlich.

Weitere Informationen: https://www.bigpicture.eu/