Diagnostik und Forschung neu denken: Unser KI-Team stellt sich vor

Jeden Tag erreichen uns im MLL hunderte Proben aus unterschiedlichen Praxen, medizinischen Versorgungszentren und Kliniken, welche es gilt, mit gleichbleibend hoher Untersuchungsqualität zeitnah zu analysieren. Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz und digitalen Prozessen spielt dabei eine immer zentralere Rolle, um die wachsende Anzahl an Proben schnell und korrekt bearbeiten zu können.

Das Team KI (Künstliche Intelligenz) ist eine der jüngsten Organisationseinheiten des MLL. Das Team besteht aus Data Scientists und Engineers unter Leitung von Sven Maschek. Neben der Entwicklung einer einheitlichen und skalierbaren KI-Plattform für die Routinediagnostik über alle diagnostischen Bereiche hinweg, unterstützt das Team auch die Abteilungen der Forschung & Entwicklung.

Am MLL werden täglich große Mengen an unterschiedlichen Daten generiert: Diese reichen von digitalen Bilddaten, beispielsweise aus der Mikroskopie, über tabellarische Daten aus Messungen anderer diagnostischer Bereiche und Textdokumenten bis hin zu komplexen Daten aus der Sequenzierung. Die methodische Speicherung dieser unterschiedlichen Datentypen in KI-Modellen ist ein zentrales Aufgabenfeld des Teams KI. Doch mit der reinen Sammlung von digitalen Daten ist es nicht getan, hier beginnt erst die eigentliche Arbeit unserer Data Scientists und Engineers:
Die Datenaufbereitung und -analyse, das Entwickeln und Trainieren von KI-Modellen und das kontinuierliche Evaluieren von Ergebnissen. Dabei arbeitet das KI-Team eng mit MedizinerInnen und ForscherInnen der einzelnen Diagnostikbereiche zusammen, um deren gebündeltes Fachwissen in die KI-Modelle einfließen zu lassen. Zudem sind datenschutzrechtliche Aspekte konsequent zu beachten.

Wie hilft nun ein solches KI-Modell bei alltäglichen diagnostischen Aufgaben oder Forschungsfragen? Hier kommt der zweite zentrale Arbeitsschwerpunkt ins Spiel: die kontinuierliche Entwicklung unserer MLL KI-Plattform. Die Plattform läuft in einer Cloud, um jederzeit die benötigten Rechenkapazitäten zur Verfügung stellen zu können. Die Partition der vom MLL verwendeten Cloud liegt in Frankfurt, ist akkreditiert und erfüllt die Normen der DSGVO. Die Erstellung und die kontinuierliche Weiterentwicklung einer einfachen, webbasierten Benutzeroberfläche zur Nutzung von KI-gestützten Workflows sind einer der Eckpfeiler, um die sich das KI-Team kümmert. Daneben stimmt sich das Team auch eng mit den KollegInnen der Anwendungsentwicklung und IT ab, um die Einbindung und automatisierte Nutzung durch technische Schnittstellen zu gewährleisten.

Doch auch wenn ein KI-Modell durch die Einbindung in die Plattform nutzbar wird, ist für uns im KI Team die Arbeit noch nicht beendet, denn es gibt noch weitere interessante Aufgaben:

• die Optimierung von KI Modellen bezüglich Geschwindigkeit und Ressourcennutzung, um eine möglichst schnelle Diagnose für unsere PatientInnen zu gewährleisten und auch wirtschaftliche Aspekte zu berücksichtigen

•  die kontinuierliche Überwachung der Performance der KI-Modelle, um daraus weitere Verbesserungen abzuleiten
• der Aufbau von automatischen Pipelines, um kontinuierlich Feedback von AnwenderInnen zu sammeln um die Modelle fortlaufend zu verbessern
• die Unterstützung unserer KollegInnen bei Publikationen
• und viele weitere Aufgaben

Immer gilt, dass die getesteten und verwendeten KI-Modelle uns als BefunderInnen nur zuarbeiten. Ziel ist die Unterstützung menschlicher DiagnostikerInnen, insbesondere bei der Auswertung großer Datenmengen und damit eine Optimierung der Befundungsqualität. Kein einziger Befund geht jedoch ohne finale Kontrolle durch die WissenschaftlerInnen, und ÄrztInnen des MLL an EinsenderInnen und PatientInnen.

Digitalisierung und Automatisierung spielen auch zunehmend im Gesundheitswesen eine zentrale Rolle. Die COVID-19-Pandemie hat uns gezeigt, wie wichtig es ist, zeit- und ortsunabhängig Befunde digital erstellen zu können und die schon jetzt zahlreichen Anwendungsfälle von GPT-4 haben uns verdeutlicht, was KI bereits heute im Stande ist zu leisten.

Unser Anspruch als KI-Team im MLL ist es, alle unsere MitarbeiterInnen durch den Einsatz von KI bei ihren alltäglichen und nicht so alltäglichen Aufgaben in der Diagnostik sowie in der Forschung & Entwicklung bestmöglich zu unterstützten und das MLL als ein führendes Institut auch im Bereich der Künstlichen Intelligenz zu etablieren. Hierzu werden wir unsere KI-Plattform dahingehend weiterentwickeln, dass diese durch eine tiefere Integration der diversen KI-Modelle und Tools einen zentralen Bestandteil auf dem Weg zu personalisierter Medizin und ganzheitlicher Diagnoseverfahren bildet. Welche Aufgaben auch immer die Zukunft bringt: Wir arbeiten weiter daran, dass PatientInnen und MedizinerInnen weltweit von den neusten Innovationen im Bereich der Künstlichen Intelligenz profitieren, und wir so unseren Beitrag zur bestmöglichen Leukämiebekämpfung leisten können.