Transcript
„Personalisierte Medizin“ – Herausforderungen und Chancen für die Bildgebung
Konstantin Nikolaou Abteilung für Diagnostische und Interventionelle Radiologie
„Personalisierte Medizin“ Herausforderungen und Chancen für die Bildgebung
Steigerung der Arbeitslast + Kosten in der Bildgebung „Value-based Healthcare“ Imaging Biomarker Quantitative Bildgebung Radiomics „Big Data“ + künstliche Intelligenz Potential & Innovationen der Magnetresonanztomographie Personalisierte Medizin am Universitätsklinikum Tübingen
1
Transformation der Radiologie: Hohe (funktionelle) Informationsdichte in Relation zu „Big Data“ WEB 2.0/CLOUD
PACS
Entscheidungsprozesse
Persönliche Kommunikation
InformationsVerarbeitung
Bildgebung
1895.........................................1997.................................2025 Courtesy of Maximilian Reiser, LMU Munich
Diagnostisches MRT
Diagnostisches CT 24000
9200
23000
9000
22000
8800
21000
8600
20000 8400 19000 8200
18000 17000
8000
16000
7800
15000
7600 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
McDonald, Acad Radiol 2015
Abteilung für Radiologie, UKT
2
Kashani, Perspective for Managers Newsletter, 2010
Radiology, 2010
„Surrogat-Bildgebung“, Imaging Biomarker und Radiomics als integrale Bestandteile der Präzisionsmedizin
Radiologie
Modified from: Jakka and Rossbach, The HUGO Journal, 2013
3
Biomarker für die Bildgebung • •
Als zuverlässiger Test medizinischer Hypothesen Als Werkzeuge in der medizinischen Forschung
•
Neue Biomarker müssen technischer und biologisch/klinischer Validierung sowie Kosteneffektivitätstests standhalten ‘clinical decision-making tool’
Entwicklung QUANTITATIVER Biomarker für die Bildgebung… • …Bildgebung innerhalb beschreibbarer Einflussgrößen (Bias, Varianzen) • …Standardisierung von Untersuchungsprotokollen zwischen Imaging-Zentren • …Festlegung von Akquisitions- und Rekonstruktionsstandards Courtesy of G. Krestin, Rotterdam
NATURE REVIEWS | CLINICAL ONCOLOGY, 2016
Inter- und intratumorale Tumorheterogenität Müssen wir jede Läsion biopsieren?
Radiology, 2016
“Multiscale HCC”, eMed BMBF project, University Hospital Tuebingen
“Intratumor heterogeneity can lead to underestimation of the tumor genomics landscape and may present major challenges to personalized-medicine and biomarker development.” New England Journal of Medicine 366;10 nejm.org march 8, 2012
4
Radiomics Scan
Images Features
(Advanced) Imaging
Biomarker
Big data
Prädiktion
Künstliche Intelligenz
Courtesy of F. Nensa, University of Essen
Künstliche Intelligenz Adap+ng to ar+ficial intelligence
•
Radiologen und Pathologen müssen sich auf die Nutzung „Künstlicher Intelligenz“
•
Künstliche Intelligenz leistet Informationsextraktion aus Bildgebungsdaten
•
Radiologen/Pathologen werden zu…
(KI) einstellen
Informations-Spezialisten: Zur Datenverarbeitung Zur Dateninterpretation Zur Datenkommunikation
5
OK!, aber….
Warum Tübingen?
Warum MRT?
Tübingen: Zentrum für Personalisierte Medizin (ZPM)
6
CentraXX Biobank / Study Mgt. / Research Lösung der Datenintegration
Research data
Identified an validated User (pseudonymized web‐view)
XML HL7 Patient management (SAP) Web Interface
Biobanking Pathology
by MPI
by MPI
XML Biobanking University gynecological hospital
Clinical Cancer Registry GTDS
XML
XML
Biobanking Neuropathology
Clinical Study center Courtesy of N. Malek, Chairman, ZPM & Med. Dpt., University Hospital Tuebingen
Innovationen in der MRT Meilensteine der MR-Entwicklung 1972 1
1975
1980 3
Lauterbur & Mansfield
1983
1990
2000
2003
2005
First MR images in humans
2010 6
2015
PET-MR
Basics for modern MRI
7
5 2
First experimental MR Systems
Noble Price for Lauterbur und Mansfield
8
4
MR Fingerprinting
Hyperpolarized MRI
Clinical MR Systems
0,5 Tesla
1,5 Tesla
3 Tesla
7 Tesla
7
Mit Bewegung
Bewegungs‐ Motivation artefakte
Ohne Bewegung
Motion Blur
• Atmung • Herzschlag • Nicht steuerbare Patientenbewegung
Courtesy of Th. Küstner Dpt. Radiology, UKT
Aliasing
Bedarf an adaptiven Strategien zur Bewegungskorrektur
Personalisierte Medizin: Die Rolle der (standardisierten) Bildgebung, Quantifizierung und Befundung
Response
TherapieRelevanz Quantitative Daten
Befundung / Analyse
Akquisition der Bilddaten
Patient
8
Rolle der Bildgebung in der Personalisierten Medizin
Akquisition, Strukturierung und Kuratieren von Daten • Der Radiologe als INFORMATIONS-SPEZIALIST
Multidisziplinäre Forschung • klinische Partner, Statistiker, „data scientists“
Anwendung von Klassifizierungen auf neue Daten Etablierung eines „decision support“
27.02.2017
Vielen Dank!
Wohin führt uns das neue MAGNETOM VIDA?
Test
Modified from: Jakka and Rossbach, 2013
9
