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FED-PATH-A - Föderiertes Lernen für diagnostische und prognostische Anwendungen in der digitalen Onkopathologie

In der modernen Krebsforschung fallen immer umfangreichere Datensätze an (Big Data). Die Daten stammen aus molekularen und biochemischen Analysen, modernen Bildgebungsverfahren, klinischen Studien oder bilden Krankheitsverläufe von Patientinnen und Patienten ab. Diese Datenschätze gilt es in Zukunft zu heben. Neue computergestützte Ansätze der Datennutzung, modernste Methoden der Künstlichen Intelligenz, des Maschinellen Lernens und der Statistik haben einen hohen Stellenwert für die verbesserte Analyse und Extraktion forschungsrelevanter Informationen. Mit dieser Förderrichtlinie im Rahmen der Nationalen Dekade gegen Krebs beabsichtigt das BMBF Forschungsgruppen aus dem Bereich der Datenanalyse einen niederschwelligen Zugang zu hochqualitativen Daten aus der translationalen, biomedizinischen Krebsforschung und der onkologischen Routineversorgung zu ermöglichen. Zeitgleich arbeiten Forschende aus den Bereichen der Datengewinnung und Datenanalyse eng zusammen, um miteinander klinisch relevante onkologische Fragen anzugehen. Darüber hinaus soll die Kultur des Datenteilens für Forschungszwecke gefördert werden.

Das Projekt FED-PATH hat die Etablierung und Erprobung eines technischen Rahmenwerkes für die Entwicklung von diagnostischen und prognostischen bildanalytischen Algorithmen zum Ziel. Dafür werden pathologische und onkologische Patientendaten basierend auf dem Prinzip des föderierten Lernens genutzt. Das föderierte Lernen (FL) ermöglicht, dass die Patientendaten zu jeder Zeit beim jeweiligen Projektpartner verbleiben. Damit stellen Datenschutz, Datensicherheit, Zugriffsrechte und Zugang kein Problem dar. Das zu entwickelnde FL-Rahmenwerk soll nach dem Abschluss des Projektes für kooperative Anwendung und Weiterentwicklung von beliebigen bildanalytischen Algorithmen im Bereich der Onkologie und Pathologie benutzt werden. Der komplette Quellcode wird dabei am Ende des Projekts für die öffentliche Nutzung freigegeben. Die im Rahmen des Projektes entwickelten diagnostischen und prognostischen Algorithmen sollen anschließend klinisch validiert und angewendet werden.

Teilprojekte

Universitätsklinikum Köln

Förderkennzeichen: 01KD2210A
Gesamte Fördersumme: 382.287 EUR
Förderzeitraum: 2022 - 2025
Projektleitung: Priv.-Doz. Dr. Iurii Tolkach
Adresse: Universität zu Köln, Medizinische Fakultät, Institut für Pathologie
Kerpener Str. 62
50937 Köln

Universitätsklinikum Köln

Der Kern des Projektes besteht in der Entwicklung eines innovativen technischen Rahmenwerkes auf dem Prinzip des föderierten Lernens, das gleichzeitig die pathologischen/onkologischen Daten aus mehreren Einrichtungen benutzen kann und somit dazu beitragen soll, interinstitutionelle Unterschiede zu überwinden. Das Projekt soll zusätzlich klinisch relevante, diagnostische, onkologische und prognostische Fragestellungen adressieren, und hierfür das etablierte Rahmenwerk zur Extraktion von tiefen Merkmalen aus den pathologischen Bilddaten und zur Entwicklung von robusten klinisch-pathologischen Algorithmen benutzen. Im Rahmen des Projektes soll ein akademisches Konsortium unter Einschluss von vier Universitätskliniken und einer technischen Universität etabliert werden mit dem Ziel, die bis dato unzureichende Vernetzung und Kooperation von technischen und klinischen Spezialisten im Bereich der medizinischen künstlichen Intelligenz (KI) voranzutreiben. Das Projekt wird etablierte und neu entwickelte Algorithmen und Testdatensätze der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung stellen, um den gesamten Bereich der medizinischen KI voranzutreiben.

TU Darmstadt

Förderkennzeichen: 01KD2210B
Gesamte Fördersumme: 394.424 EUR
Förderzeitraum: 2022 - 2025
Projektleitung: Dr. Anirban Mukhopadhyay
Adresse: Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Informatik, FG Graphisch-Interaktive Systeme
Fraunhoferstr. 5
64283 Darmstadt

TU Darmstadt

Der Kern des Projektes besteht in der Entwicklung eines innovativen technischen Rahmenwerkes auf dem Prinzip des föderierten Lernens, das gleichzeitig die pathologischen/onkologischen Daten aus mehreren Einrichtungen benutzen kann und somit dazu beitragen soll, interinstitutionelle Unterschiede zu überwinden. Das Projekt soll zusätzlich klinisch relevante, diagnostische, onkologische und prognostische Fragestellungen adressieren, und hierfür das etablierte Rahmenwerk zur Extraktion von tiefen Merkmalen aus den pathologischen Bilddaten und zur Entwicklung von robusten klinisch-pathologischen Algorithmen benutzen. Im Rahmen des Projektes soll ein akademisches Konsortium unter Einschluss von vier Universitätskliniken und einer technischen Universität etabliert werden mit dem Ziel, die bis dato unzureichende Vernetzung und Kooperation von technischen und klinischen Spezialisten im Bereich der medizinischen künstlichen Intelligenz (KI) voranzutreiben. Das Projekt wird etablierte und neu entwickelte Algorithmen und Testdatensätze der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung stellen, um den gesamten Bereich der medizinischen KI voranzutreiben.

Universitätsklinikum Essen

Förderkennzeichen: 01KD2210C
Gesamte Fördersumme: 122.851 EUR
Förderzeitraum: 2022 - 2024
Projektleitung: PD Dr. Fabian Mairinger
Adresse: Universitätsklinikum Essen, Institut für Pathologie
Hufelandstr. 55
45147 Essen

Universitätsklinikum Essen

Der Kern des Projektes besteht in der Entwicklung eines innovativen technischen Rahmenwerkes auf dem Prinzip des föderierten Lernens, das gleichzeitig die pathologischen/onkologischen Daten aus mehreren Einrichtungen benutzen kann und somit dazu beitragen soll, interinstitutionelle Unterschiede zu überwinden. Das Projekt soll zusätzlich klinisch relevante, diagnostische, onkologische und prognostische Fragestellungen adressieren, und hierfür das etablierte Rahmenwerk zur Extraktion von tiefen Merkmalen aus den pathologischen Bilddaten und zur Entwicklung von robusten klinisch-pathologischen Algorithmen benutzen. Im Rahmen des Projektes soll ein akademisches Konsortium unter Einschluss von vier Universitätskliniken und einer technischen Universität etabliert werden mit dem Ziel, die bis dato unzureichende Vernetzung und Kooperation von technischen und klinischen Spezialisten im Bereich der medizinischen künstlichen Intelligenz (KI) voranzutreiben. Das Projekt wird etablierte und neu entwickelte Algorithmen und Testdatensätze der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung stellen, um den gesamten Bereich der medizinischen KI voranzutreiben.

Universitätsklinikum Halle-Wittenberg

Förderkennzeichen: 01KD2210D
Gesamte Fördersumme: 118.938 EUR
Förderzeitraum: 2022 - 2024
Projektleitung: Prof. Dr. Claudia Wickenhauser
Adresse: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Medizinische Fakultät, Institut für Pathologie
Magdeburger Str. 14
06112 Halle (Saale)

Universitätsklinikum Halle-Wittenberg

Der Kern des Projektes besteht in der Entwicklung eines innovativen technischen Rahmenwerkes auf dem Prinzip des föderierten Lernens, das gleichzeitig die pathologischen/onkologischen Daten aus mehreren Einrichtungen benutzen kann und somit dazu beitragen soll, interinstitutionelle Unterschiede zu überwinden. Das Projekt soll zusätzlich klinisch relevante, diagnostische, onkologische und prognostische Fragestellungen adressieren, und hierfür das etablierte Rahmenwerk zur Extraktion von tiefen Merkmalen aus den pathologischen Bilddaten und zur Entwicklung von robusten klinisch-pathologischen Algorithmen benutzen. Im Rahmen des Projektes soll ein akademisches Konsortium unter Einschluss von vier Universitätskliniken und einer technischen Universität etabliert werden mit dem Ziel, die bis dato unzureichende Vernetzung und Kooperation von technischen und klinischen Spezialisten im Bereich der medizinischen künstlichen Intelligenz (KI) voranzutreiben. Das Projekt wird etablierte und neu entwickelte Algorithmen und Testdatensätze der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung stellen, um den gesamten Bereich der medizinischen KI voranzutreiben.

Universitätsklinikum Leipzig

Förderkennzeichen: 01KD2210E
Gesamte Fördersumme: 120.610 EUR
Förderzeitraum: 2022 - 2025
Projektleitung: Prof. Dr. Hendrik Bläker
Adresse: Universitätsklinikum Leipzig, Institut für Pathologie
Liebigstr. 26, Haus G
04103 Leipzig

Universitätsklinikum Leipzig