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Die In-Memory-Technologie in der personalisierten Medizin

Feature | 14. März 2016 von SAP News 0

Im Gesundheitswesen fallen heutzutage riesige Datenmengen an. Technologisch können diese mit Verfahren wie der In-Memory-Technologie in Echtzeit ausgewertet und für die medizinische Behandlung nutzbar gemacht werden. Informatikforscher des Hasso-Plattner-Instituts (HPI) arbeiten daran, Patienten so zu einer personalisierten Behandlung zu verhelfen.

Der menschliche Körper ist komplex. Ein Genom zum Beispiel enthält allein über drei Milliarden Erbinformationen. Die moderne Medizin möchte diese Komplexität durchdringen, um Patienten noch besser behandeln zu können. Neue diagnostische Verfahren wie die Genomsequenzierung helfen dabei, diese riesigen Datenquellen auszuschöpfen. Die Analyse gestaltet sich jedoch oft schwierig. Das Problem: die Vielfalt und verteilte Erhebung der Daten. „Mediziner sind zu Datenanalysten geworden, die Daten mühsam selbst zusammentragen und vereinheitlichen müssen“, sagt Dr. Matthieu-P. Schapranow, Program Manager E-Health & Life Sciences am Hasso-Plattner-Institut (HPI). Die Analysen seien dadurch zeitaufwendig und nur für den Einzelfall zu verwenden. Hier könnten interdisziplinäre Teams bereits heute zukunftssichere Lösungen schaffen, erklärt der Potsdamer Wissenschaftler.

Gemeinsam mit Projektpartnern aus der klinischen Forschung arbeitet Schapranows Team am HPI-Fachgebiet von Professor Hasso Plattner an maßgeschneiderten Softwareanwendungen, welche die Experten bei der Analyse der riesigen Datenmengen unterstützen. Dabei kommt die am HPI erforschte In-Memory-Technologie zum Einsatz, die es erstmals ermöglicht, große Datenmengen in Echtzeit zu kombinieren und analysieren. „Mediziner, klinische Forscher und Gesundheitsexperten können so auf Basis des weltweit verfügbaren Wissens und unabhängig von ihrem Arbeitsort passgenaue Therapieentscheidungen treffen“, erläutert Schapranow. Dazu gehörten neben den individuellen Patientendaten auch Informationen weltweiter medizinischer Datenbanken. Mediziner könnten sich dadurch wieder auf das für sie Wesentliche konzentrieren: die Behandlung der Patienten. Zudem wären schnellere und präzisere Handlungsentscheidungen möglich, Nebenwirkungen könnten minimiert und Kosten gespart werden, so der Informatiker.

Mit Smart Data den Körper verstehen

Die Cloud-Plattform „Analyze Genomes“ bündelt die gemeinsame Forschung der Potsdamer Wissenschaftler mit Medizinern, Biologen und Genetikern. Die Plattform bietet Forschern und Ärzten bereits heute Anwendungen für ihre Arbeit:

  • Mithilfe des „Genome Browsers“ können Forscher selbst ohne Zugang zu Sequenziermaschinen Veränderungen der DNS in beliebigem Detailgrad erkunden und Hinweise zu pathogenen Veränderungen identifizieren.
  • Im „Medical Knowledge Cockpit“ erhalten Ärzte sowie Patienten ein umfassendes Bild über die individuellen, genetischen Merkmale, biologische Zusammenhänge, sowie Hinweise zu weltweit verfügbaren Therapien.
  • Kliniker können die „Drug Response Analysis“ dazu nutzen, um Erkenntnisse aus historischen Fällen erstmals zur Prognose des Ansprechen von Chemotherapien für aktuelle Fälle einzubeziehen.

Zwei laufende Forschungsprojekte aus dem Gesundheitsbereich präsentiert das Team um Schapranow auf der CeBIT 2016 (Hasso-Plattner-Institut, Halle 6, D18):

  • Das vom Bundesforschungsministerium in seinem Programm „e:Med – Sys Med“ geförderte Projekt SMART zielt darauf, die komplexen Ursachen für chronische Herzinsuffizienz sowie deren Zusammenspiel besser zu verstehen. Mithilfe der Analyseverfahren sollen Mediziner künftig bessere Vorhersagen über mögliche Krankheitsverläufe und Therapieerfolge treffen können.
  • Mit dem Projekt „Smart Analysis – Health Research Access“ (SAHRA), zeigen die HPI-Wissenschaftler zudem, wie riesige Mengen von bereits verfügbaren Gesundheitsdaten kombiniert und mithilfe der In-Memory-Technologie sowie wissenschaftlicher Analysemethoden untersucht werden können. Behandlungs-, Abrechnungs-, Studien- und Registerdaten, die zum Schutz der Privatsphäre anonymisiert sind, können kombiniert und für die Versorgungsforschung zugänglich gemacht werden.

Die Einsatzgebiete der In-Memory-Technologie und informationstechnischer Analyseverfahren in der Medizin sind vielfältig. Die Spannweite der Möglichkeiten reicht von der Planung zukünftiger Versorgungsleistungen bis hin zur personalisierten Krebsbehandlung. Das Ziel auf den unterschiedlichen Forschungsfeldern bleibt jedoch stets gleich: Medizinern und Forschern passende Werkzeuge an die Hand zu geben, um Patienten in Zukunft eine ganzheitliche Behandlung zu ermöglichen.

Foto: Shutterstock

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