Verbundschlussbericht "CLINIC 5.1 - Comprehensive lifesciences neural information computing – Ergebnisorientierte Patientenbehandlung durch KI-definierte Interventionen mit dem virtuellen Patienten in 4D"

Abstract

Ärzte stehen im Klinikalltag vor zahlreichen Entscheidungen, die sie für das bestmögliche Therapieergebnis des jeweiligen Patienten treffen müssen. Leider lässt sich für viele Krankheitsentitäten der individuelle Therapieerfolg nur mit einer allgemeinen statistischen Wahrscheinlichkeit vorhersagen. Eine Prognose für den individuellen Patienten bleibt in dem Sinne hingegen völlig unklar, dass nicht exakt vorhergesagt werden kann, wie der einzelne Patient auf eine spezifische Therapie reagieren wird. Durch die heuristische Methode des konsekutiven "Trial-and-Error"-Behandlungsprinzips entsteht für Patienten sehr oft ein wertvoller Zeit- und Ressourcenverlust, was sich zudem negativ auf das Therapieergebnis auswirken kann. Im Rahmen des Projektes CLINIC 5.1 entwickeln Industrie und Forschungsinstitute beispielhaft anhand des Use Cases Prostatakrebs neue und marktorientierte Formen von KI-basierter Entscheidungsunterstützung für Ärzte. Dadurch lassen sich in allen Phasen der Diagnostik, Therapieempfehlung und Therapiedurchführung innovative Werkzeuge zur Entscheidungsunterstützung auf Basis von vorhergehenden Studien, Diagnosen und Therapien etablieren - ein zukunftsweisender Schritt hin zur personalisierten Medizin inklusive neuer patientenorientierter und ethischer Behandlungsstrategien mit der Möglichkeit zur individuell maßgeschneiderten Therapieempfehlung. Innerhalb des Projektes CLINIC 5.1 werden die verfügbaren diagnose- und therapierelevanten Daten und Informationen ausgebaut und multilateral integriert, um den jeweiligen Patienten vierdimensional, also auch longitudinal, und virtuell so genau wie möglich abbilden zu können. Die am Universitätsklinikum Heidelberg zum Teil seit fast dreißig Jahren erhobenen und kuratierten hochqualitativen und medizinisch sowie ökonomisch wertvollen Behandlungsdaten von Prostatatumorpatienten sind ein Beispiel für "Daten als Wirtschaftsgut" und werden es ermöglichen, KI-Algorithmen effizient und effektiv zu trainieren. Datei-Upload durch TIB Physicians are faced with numerous decisions in everyday clinical practice that they must make to achieve the best possible therapeutic outcome for the respective patient. Unfortunately, for many disease entities, the individual therapeutic success can only be predicted with a general statistical probability. A prognosis for the individual patient, on the other hand, remains completely unclear in the sense that it is not possible to predict exactly how the individual patient will respond to a specific therapy. The heuristic method of consecutive "trial-and-error" treatment very often results in a valuable loss of time and resources for patients, which can also have a negative impact on the therapy outcome. In the CLINIC 5.1 project, industry and research institutes are developing new and market-oriented forms of AI-based decision support for physicians, using the prostate cancer use case as an example. In this way, innovative tools for decision support based on previous studies, diagnoses and therapies can be established in all phases of diagnostics, therapy recommendation and therapy implementation - a forward-looking step towards personalized medicine including new patient-oriented and ethical treatment strategies with the possibility of individually tailored therapy recommendations. Within the CLINIC 5.1 project, the available diagnosis- and therapy-relevant data and information will be expanded and multilaterally integrated in order to be able to map the respective patient four-dimensionally, i.e. also longitudinally, and virtually as accurately as possible. The high-quality and medically as well as economically valuable treatment data of prostate tumor patients collected and curated at Heidelberg University Hospital, in part for almost thirty years, are an example of "data as an economic asset" and will enable AI algorithms to be trained efficiently and effectively.