Le « Big Data » médical comme bien économique : développement d’un « jumeau numérique » pour le traitement du carcinome de la prostate à haut risque, assisté par l’IA

Heidelberg – Un consortium dirigé par la clinique universitaire d’urologie de Heidelberg, dans lequel des groupes de travail du DKFZ ont également été impliqués, a développé des applications de l’intelligence artificielle (IA) pour le traitement des tumeurs. Le ministère fédéral de l’Économie et de la Protection du climat (BMWK) et l’agence de gestion de projet DLR ont financé le projet à hauteur d’environ 9,5 millions d’euros et un volume d’investissement de 25 millions d’euros. Les présentations des résultats du projet ont eu lieu lors d’un événement de clôture le 29 août.

Le projet CLINIC 5.1 (Comprehensive Lifesciences Neural Information Computing), financé par le ministère fédéral de l’Économie et de la Protection du climat (BMWK), s’est terminé par une grande présentation des résultats le 29 août 2023. Les projets du consortium à grande échelle OP 4.1 et CLINIC 5.1, dirigés par la clinique urologique de l’hôpital universitaire de Heidelberg (UKHD), ont été financés par le ministère fédéral de l’Économie et de la Protection du climat (BMWK) et l’agence de gestion de projet DLR à hauteur d’environ 25 millions d’euros. dans le cadre du programme “Développement des technologies numériques”. Les résultats présentés allaient de la manière d’améliorer la thérapie personnalisée grâce à un jumeau numérique de patient, à la reconnaissance intelligente d’images comme support lors d’une chirurgie tumorale ou lors de l’évaluation d’échantillons de tissus tumoraux, en passant par l’application de suivi. pour les patients atteints d’un cancer de la prostate. L’objectif commun de tous les sous-projets : développer des prototypes qui apportent une réelle valeur ajoutée au traitement des tumeurs pour les patients et peuvent être développés ultérieurement pour devenir un produit commercialisable.

Dans le même temps, CLINIC 5.1 est un exemple réussi de coopération étroite et fructueuse entre différents partenaires de la recherche et de l’industrie. Outre l’UKHD, les membres du consortium sont l’Université de Heidelberg, le Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ), le Centre national des maladies tumorales (NCT) de Heidelberg et le Centre médical universitaire de Mannheim (UMM), ainsi que sur le côté industriel SAP, Siemens Healthcare, KARL STORZ, Dräger et mbits .

La base du développement d’outils innovants d’aide à la décision basée sur l’IA repose sur les données thérapeutiques de haute qualité provenant de patients atteints de tumeurs, dont certaines sont collectées à l’UKHD depuis près de 30 ans. La base de données de tumeurs urologiques DATA 5.0 permet de former des algorithmes d’apprentissage de manière efficace et efficiente pour toutes les phases de diagnostic et de thérapie.

“CLINIQUE 5.1 ​​est un projet d’avenir en termes d’évolution numérique, innovante et économique de la médecine translationnelle universitaire. Le traitement multilatéral de données cliniques principalement non structurées dans un jumeau numérique de patient basé sur l’IA a créé une intersection innovante entre compétence éthique et médicale, protection des données et réussite économique comme résultat global”, résume le chef du consortium Markus Hohenfellner, directeur médical de la clinique urologique. à UKHD. « Dans le sens de « Connecter les non-connectés », nous avons développé avec nos partenaires des solutions d’IA interactives basées sur des logiciels, analogues à « l’Industrie 4.0 », qui relient les données, les logiciels et le matériel ainsi que le monde universitaire et l’industrie dans un d’une manière presque unique et ont ainsi apporté une contribution importante à la consolidation de la médecine universitaire de premier plan en Allemagne en tant que site scientifique.

Une architecture d’IA pour les jumeaux numériques en médecine a été développée au sein du réseau CLINIC 5.1, qui comprend des approches innovantes en matière d’interprétabilité des données et d’intégration de lignes directrices. “Grâce aux opportunités uniques de coopération entre différentes disciplines offertes par l’Université de Heidelberg, nous pouvons trouver des solutions entièrement nouvelles à des problèmes importants. La coopération avec nos collègues de la médecine universitaire et la coopération avec des partenaires de l’industrie ont permis de développer notre expertise complémentaire. Utiliser de manière rentable pour le diagnostic, la thérapie et le suivi des maladies tumorales basés sur l’IA. Nous utilisons entre autres les connaissances de base acquises au sein du pôle d’excellence STRUCTURES”, déclare Matthias Weidemüller de l’Institut de physique de l’Université de Heidelberg.

Une équipe de la clinique UMM de radiologie et de médecine nucléaire a travaillé avec succès sur une solution de plateforme basée sur l’IA dans le sous-projet « Diagnostic guidé par l’image et planification de traitement optimisée pour le carcinome rénal » afin de mieux estimer la stratification du risque de tumeurs rénales et le risque d’intervention chirurgicale, par exemple d’hémorragie postopératoire, à l’aide de données d’image. “Le carcinome à cellules rénoïdes est l’un des cancers les plus courants en Allemagne, mais en fonction de la localisation et de la complexité de la tumeur, il pose des défis particuliers aux médecins lorsqu’il s’agit de planification du traitement chirurgical. Les tumeurs localisées en particulier sont plus difficiles à opérer”, explique Dominik Nörenberg, consultant principal à la clinique de radiologie et de médecine nucléaire de l’UMM et chef du sous-projet. “La méthodologie que nous avons développée peut permettre à l’avenir une planification de traitement chirurgical individualisée et donc plus précise pour les tumeurs rénales, basée sur les caractéristiques individuelles de la tumeur. ” Pour le calcul du risque, l’IA combine les données d’image de l’imagerie tomographique radiologique avec les données cliniques.

Le soutien de l’IA aux soins médicaux a le potentiel de faire progresser non seulement la médecine universitaire elle-même, mais également les soins médicaux dans toute l’Allemagne. « La Clinique 5.1 apporte une contribution importante à la mise en œuvre des innovations scientifiques dans des applications médicales concrètes. L’assistance informatique des médecins basée sur des données de haute qualité contribuera à réduire les inégalités d’accès à des médicaments de qualité supérieure et à améliorer ainsi l’accès à des médicaments de haute qualité à tous les niveaux”, déclare Heinz-Peter Schlemmer, chef du service de radiologie du DKFZ. .

Source : Communiqué de presse de l’hôpital universitaire de Heidelberg

Avec plus de 3 000 employés, le Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) est le plus grand centre de recherche biomédicale d’Allemagne. Les scientifiques du DKFZ étudient le développement du cancer, enregistrent les facteurs de risque de cancer et recherchent de nouvelles stratégies pour empêcher les personnes de développer un cancer. Ils développent de nouvelles méthodes permettant de diagnostiquer les tumeurs avec plus de précision et de traiter les patients atteints de cancer avec plus de succès. Le service d’information sur le cancer (KID) du DKFZ fournit aux personnes concernées, aux personnes intéressées et aux groupes spécialisés des réponses individuelles à toutes les questions concernant le cancer.

Afin de transférer des approches prometteuses de la recherche sur le cancer à la clinique et d’améliorer ainsi les chances des patients, le DKFZ gère des centres de traduction en collaboration avec d’excellentes cliniques universitaires et instituts de recherche dans toute l’Allemagne :

Centre national des maladies tumorales (NCT, 6 sites)
Consortium allemand pour la recherche translationnelle sur le cancer (DKTK, 8 sites)
Centre de cancérologie pour enfants Hopp (KiTZ) Heidelberg
Institut Helmholtz d’oncologie translationnelle (HI-TRON) Mayence – un institut Helmholtz du DKFZ
DKFZ-Hector Cancer Institute du centre médical universitaire de Mannheim
Centre national de prévention du cancer (en collaboration avec l’Aide allemande contre le cancer)

Le DKFZ est financé à 90 pour cent par le ministère fédéral de l’Éducation et de la Recherche et à 10 pour cent par le Land de Bade-Wurtemberg et est membre de l’association Helmholtz des centres de recherche allemands.