05. August 2021

Künstliche Intelligenz zur Feststellung von Hirnblutungen Künstliche Intelligenz zur Feststellung von Hirnblutungen

Exzellenzcluster Hausdorff Center for Mathematics der Uni Bonn unterstützt Projekt von Mathematikern und Neuroradiologen

Forschung über die Fächergrenzen hinweg: Das Institut für Angewandte Mathematik der Universität Bonn und die Klinik für Neuroradiologie am Universitätsklinikum Bonn (UKB) haben eine Förderung von rund 160.000 Euro für ein gemeinsames Projekt zur automatisierten Detektion von Hirnblutungen mittels künstlicher Intelligenz erhalten. Unterstützt wird das Projekt vom Exzellenzcluster Hausdorff Center for Mathematics (HCM) der Universität Bonn.

Die Projektleiter
Die Projektleiter - Prof. Alexander Radbruch, Direktor der Klinik für Neuroradiologie am Universitätsklinikum Bonn (UKB), Dr. Daniel Paech, Oberarzt in der Klinik für Neuroradiologie am UKB und Prof. Alexander Effland vom Institut für Angewandte Mathematik und Hausdorff Center for Mathematics der Universität Bonn (v.l.). Auf dem Bildschirm: CT-Aufnahmen von einer Hirnblutung. © Universitätsklinikum Bonn (UKB)/J.F. Saba
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Hirnblutungen gehören zu den klinischen Notfällen, bei denen ein schnelles Einschreiten essenziell für den weiteren Verlauf ist. Dabei kommt der Radiologie eine zentrale Rolle zu, denn erst die verlässliche Diagnostik der Hirnblutung mittels CT (Computertomographie) ermöglicht die richtige Einordnung der Blutung und die Einleitung weiterer therapeutischer Schritte. Um in Zukunft Hirnblutungen mittels künstlicher Intelligenz automatisiert erkennen zu können, arbeiten Mathematiker und Mediziner in ihrem Projekt eng zusammen.

Selbstlernende Systeme anhand großer Datenmengen trainieren

Die Forscher beabsichtigen, selbstlernende Systeme künstlicher Intelligenz anhand großer Datenmengen zu trainieren, damit diese lernen, Hirnblutungen selbstständig zu detektieren und zu qualifizieren. „Die Kooperation mit der Medizin ist so wichtig, da die Systeme künstlicher Intelligenz nur so gut werden können wie die Daten, anhand derer sie trainiert werden. Die Kooperation mit der Klinik für Neuroradiologie am UKB, die über große Mengen an Bilddaten zu Hirnblutungen verfügt, ist daher essenziell“, sagt Prof. Dr. Alexander Effland, einer der drei Projektleiter. Er ist Mitglied der Interdisciplinary Resarch Unit (IRU) Mathematics and Life Sciences des HCM und des Transdisziplinären Forschungsbereichs (TRA) „Modelling“ der Universität Bonn.

„Der Vorteil der neuen Techniken ist, dass sie nicht müde werden und auch um drei Uhr nachts die gleiche Leistung bringen“, betont Dr. Daniel Paech, Oberarzt in der Klinik für Neuroradiologie am UKB und ebenfalls Leiter des Projekts. Während der Arzt nach langen Arbeitstagen und insbesondere während der Nachtdienste Gefahr läuft, kleine Blutungen zu übersehen, passiere dies der künstlichen Intelligenz nicht.

Starke Partner für Zukunftsprojekte

„In Bonn haben wir den großen Vorteil, dass wir mit der starken Bonner Mathematik einen optimalen Partner für translationale Projekte auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz haben“, betont Prof. Alexander Radbruch, Direktor der Klinik für Neuroradiologie am UKB. Die Zusammenarbeit zwischen der Mathematik und Informatik sowie der Medizin sei für die großen Zukunftsprojekte der Medizin im Bereich der Digitalisierung und der künstlichen Intelligenz essenziell.

Um aus Daten biomedizinische Kenntnisse zu erlangen, sind sowohl mathematische Modellierungen als auch Techniken der numerischen Analysis in Verbindung mit experimentellen Daten für den künftigen Fortschritt von wesentlicher Bedeutung. Daher beschloss das HCM bereits vor einiger Zeit, drei international sichtbare Nachwuchsforschungsgruppen auf dem Gebiet der mathematischen Modellierung in den Lebens- und Medizinwissenschaften einzurichten, die sogenannten Interdisciplinary Research Units (IRUs) im Bereich „Mathematics and Life Sciences“.

Das Hausdorff Center for Mathematics (HCM) ist einer von sechs Exzellenzclustern der Universität Bonn, die im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert werden. Das HCM wird von sechs Einheiten getragen, sein Forschungsspektrum reicht von reiner und angewandter Mathematik über mathematisch orientierte Fragestellungen der Ökonomie bis hin zu interdisziplinärer Forschung. Ein zentrales Ziel des HCM ist die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in einem unabhängigen und internationalen Umfeld.

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