Die Therapieplanung für die Darmkrebsbehandlung ist komplex und zeitaufwändig. Außerdem müssen neuartige, spezifische Therapieansätze den behandelnden Ärztinnen und Ärzten bekannt sein, um sie nutzen zu können. Das »Entscheidungsunterstützungs-System« EPP soll bei der Therapieplanung helfen, indem es die wichtigsten Informationen bereithält und anzeigt. Es unterstützt die Mediziner dabei, aus einer Vielzahl von möglichen Optionen die bestmögliche Therapie für jeden einzelnen Darmkrebspatienten zu identifizieren. Noch ist das System allerdings in der Entwicklungsphase.

Mensch ist nicht gleich Mensch. Krankheit ist nicht gleich Krankheit. Und Therapie ist nicht gleich Therapie. Mit diesem subgruppen-, bzw. patientenspezifischen Ansatz ist die Behandlung von chronischen Krankheiten wie Krebs deutlich individueller geworden. Ärzte und Therapeuten versuchen anhand der persönlichen Eigenschaften des Patienten und dessen spezifischen Krankheitsverlauf den am besten »passenden« Therapieansatz zu finden und die weitere Behandlung darauf einzustellen. Dabei greifen sie natürlich vor allem auf ihre Erfahrungen und ihr Wissen zurück. Außerdem bilden sie sich weiter und versuchen, sich durch eigene Recherchen in der Fachliteratur auf die jeweilige Patientensituation einzustellen. Einmal pro Woche treffen sich die Ärzte und Ärztinnen am UKSH Campus Lübeck, um die Behandlung von Darmkrebspatienten gemeinsam abzustimmen. Laut einer Befragung durch Forscher des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS kann die Vorbereitung auf solch einen Termin im Schnitt eine Stunde je Arzt in Anspruch nehmen. Unter Umständen ist aber auch dieser Aufwand nicht ausreichend, weil beständig neue Studien durchgeführt und neue Erkenntnisse publiziert werden.

Therapieführung bei Darmkrebs

»Glücklicherweise sind aufgrund bedeutender Verbesserungen in Forschungsbereichen wie etwa der Molekularbiologie immer spezifischere Datensätze, Datenbanken und Textsammlungen verfügbar. Das daraus extrahierte Wissen kann genutzt werden, um die Diagnose sowie die Therapieentscheidung zu unterstützen«, urteilt Jil Sander vom Fraunhofer IAIS. Gemeinsam mit Kollegen und Kolleginnen am Institut und mit Partnern wie der Ruhr-Universität Bochum als Projektkoordinatorin, der Universität Bonn, der Hochschule Hamm-Lippstadt, der Universität zu Lübeck und des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein, Campus Lübeck arbeitet sie an einer Software-Lösung, die Ärzten automatisiert jeweils diejenigen Informationen zur Verfügung stellt, die für den entsprechenden Fall benötigt werden, bzw. benötigt werden könnten. Dazu gehören zum einen patientenspezifische, klinische Daten und zum anderen Wissen aus der Literatur.

Gefördert wird das »i:DSem – Verbundprojekt: EPP – Ein Systemmedizin-basiertes Entscheidungsunterstützungs-System für die Therapie-Lenkung von kolorektalem Krebs« vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. »Das Ziel ist es, die Therapieplanung von Darmkrebspatienten zu erleichtern. Das Fraunhofer IAIS entwickelt gemeinsam mit der Universität Bonn Techniken, um Therapiemöglichkeiten aus der Literatur automatisiert extrahieren zu können«, sagt Sander. Die so erhaltenen Informationen werden dann dem behandelnden Arzt über das System als Vorschlag zum Weiterlesen zur Verfügung gestellt. Er kann dann also auf ein wertvolles Entscheidungshilfesystem zur Therapieführung bei Darmkrebs zurückgreifen.

Text-Mining zur personalisierten Therapieplanung für Patienten mit Darmkrebs

Durchsucht wird die Literatur aber nicht allein durch eine Erkennung und Auswertung von Stichworten. »Um Studien und Literatur auszuwerten, nutzen wir neuronale Netze. Diese lernen bestimmte Entitäten, also relevante Begriffsklassen, zu erkennen. Sie können also erkennen lernen, was beispielsweise ein Biomarker, eine Therapie oder eine Krankheit ist«, betont Sander. So werde es möglich, nicht nur Standardtherapien ausfindig zu machen, sondern auch neuere oder andersartige Ansätze oder auch Medikamente, die noch nicht klassisch verschlagwortet wurden, zu finden. Außerdem werden neuronale Netze nicht nur zur Erkennung von einzelnen Entitäten eingesetzt. Sie werden auch genutzt, um Beziehungen zwischen diesen Begriffsklassen zu erlernen. Dies ermöglicht im Idealfall, Texte, in denen z.B. Therapien und Krankheiten nur aufgezählt werden, von solchen zu unterscheiden, in denen eine Therapie auf eine Krankheit angewandt wird.

Allerdings müssen die neuronalen Netze noch deutlich umfangreicher trainiert werden, als es den Forschern bislang möglich ist. »Wir können im Moment nur mit öffentlich zugänglichen Daten wie Abstracts von wissenschaftlichen Texten und Datenbanken arbeiten, was das Trainingsmaterial begrenzt«, erklärt Sander.

Zudem sei EPP noch nicht fertig entwickelt. »Die erste Phase des Projekts ist so weit abgeschlossen, dass wir das Interface fertiggestellt haben und im Frühjahr dieses Jahres mit der Translationsphase beginnen können«, sagt Sander. Dabei soll der Prototyp an der Uniklinik Lübeck getestet werden. Bis zum Projektabschluss seien aber noch weitere Anpassungen, Trainings der neuronalen Netze und Tests notwendig. Das werde noch einige Zeit in Anspruch nehmen. Aber wenn durch EPP erst einmal ein Entscheidungsunterstützungs-System für Darmkrebstherapien etabliert sei, steht auch einem nächsten Schritt wenig im Weg: Das System könnte dann auch auf weitere Krankheitsbilder und deren Behandlungsmethoden ausgeweitet werden.

(aku)

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Jil Sander
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