EUREKA- Objektive Messung chirurgischer Qualität durch den Aufbau eines datenbasierten Wertschöpfungsnetzwerks (SurgicalAIHubGermany)

Motivation
Jährlich werden in Deutschland über 15 Millionen Operationen durchgeführt. Chirurgie ist eine lebensrettende öffentliche Dienstleistung. Beispielsweise ist eine chirurgische Operation entscheidender Bestandteil der Heilung vieler Krebserkrankungen. Gleichzeitig ist der „postoperative Tod“ nach Herzinfarkt und Schlaganfall die dritthäufigste Todesursache weltweit. Jedoch konnten Studien zeigen, dass das Risiko, nach einer Operation zu versterben, mit zunehmender Erfahrung des Krankenhauses und der Chirurginnen und Chirurgen sinkt. In der minimalinvasiven Chirurgie können menschliche Expertinnen und Experten diese Erfahrung anhand von Operationsvideos bewerten, was zeitlich bislang nur in ausgewählten Fällen leistbar und daher nicht in der Breite verfügbar ist.

Projektziel
Ziel des Forschungsprojekts SurgicalAIHubGermany ist es, digitale datenbasierte Dienstleistungen zu nutzen, um chirurgische Qualität mittels künstlicher Intelligenz (KI) messbar zu machen und zu verbessern. Mithilfe von KI soll so der sichere Zugang zu chirurgischen Fähigkeiten, also der Erfahrung von chirurgischen Expertinnen und Experten mittels objektiver Qualitätsanalyse, skalierbar möglich gemacht werden.

Vorgehensweise
Dazu soll erstmals eine datenbasierte Wertschöpfungskette in der Chirurgie realisiert werden. Zur interaktiven, datenbasierten KI-Applikationen für die Messung und Verbesserung chirurgischer Qualität werden Methoden zur räumlichen und zeitlichen Datenannotation sowie maschinelle Lernverfahren, insbesondere Deep Learning, weiterentwickelt und im praktischen Einsatz implementiert und validiert. Parallel wird ein Netzwerk führender deutscher und internationaler Universitätskliniken aufgebaut, die hochqualitative Chirurgie anbieten und Forschung im Bereich chirurgischer Qualitätsmessung und künstlicher Intelligenz durchführen. Hieraus entsteht durch die beteiligten Unternehmen ein datenbasiertes Wertschöpfungsnetzwerk für KI-basierte Applikationen in der Chirurgie. Dessen Erkenntnisse werden durch die Erarbeitung einer plattformbasierten, sicheren Lösung breitenwirksam transferiert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Bei erfolgreicher Umsetzung des Projekts entsteht der Prototyp einer Plattform, mit der Chirurginnen und Chirurgen in Deutschland, Europa und der Welt die Qualität ihrer Operationen objektiv messen können. Durch eine praxisnahe Zusammenarbeit wird sichergestellt, dass die Übersetzung in die klinische Umgebung erfolgt und somit direkt zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung, beispielsweise in den fast 300 zertifizierten deutschen Darmkrebszentren, beiträgt. Dabei sind die erforschten Methoden der Datensammlung, Datenannotation und Applikationsentwicklung übertragbar auf weitere Erkrankungen, Operationstechniken und länderspezifische Besonderheiten.

• Chimaera GmbH
• Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
• formigas GmbH
• Karl Storz SE & Co. KG
• mbits imaging GmbH
• Technische Universität Dresden
• Universität Heidelberg