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JeCaThon

JeCaTh – Jena eHealth Centre for Cancer Therapies

JeCaTh bietet ein innovatives ganzheitliches Künstliche Intelligenz (KI)-Konzept für die personali­sierte Krebstherapie am Beispiel der Be­handlung von Kopf-Hals-Tumoren. Dieses spannt sich über Früherkennung und Therapie bis zur Nachsorge und Rehabilitation. Das ganzheitliche Konzept von JeCaTh lässt sich auf andere Krebsarten übertragen und darüber hinaus auch auf chronische Erkrankungen. Daher besteht ein hohes Anwendungs- und Verwertungspotential.

Unser Projektvorhaben JeCaTh – nimmt am Innovationswettbewerb „Künstliche Intelligenz als Treiber für volkswirtschaftlich relevante Ökosysteme“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) teil. Im März 2019 wurden wir gemeinsam mit 34 anderen Projekten aus 130 Einsendungen ausgewählt. In den nächsten Monaten werden wir unsere Projektidee verfeinern und im Spätsommer im Ministerium vorstellen.


Die Pilotprojekte

In der Krebsbehandlung gehen Früherkennung, Diagnose, Behandlung und Nachsorge Hand in Hand.
Dennoch stirbt jeder vierte Deutsche an Krebs – mit der alternden Gesellschaft wird die Krankheit zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Ziel von JeCaTh ist es, neue Technologien zu nutzen und gewonnene Informationen und Daten effektiver auszuwerten, um die Behandlung besser an die einzelnen Patienten anzupassen.
Am Beispiel der Behandlung von Kopf-Hals-Tumoren soll gezeigt werden, wie künftig in jeder Phase der Therapie Künstliche Intelligenz zum Nutzen der Patientinnen und Patienten eingesetzt werden kann.

TRAKIS


Ziel von TRAKIS ist es den Prozess der Früherkennung, Therapie und Nachsorge über Ansätze aus der KI und dem maschinellen Lernen zu unterstützen, indem vom Computer generierte Ergebnisse für den Menschen verständlich aufbereitet werden, d.h. erklärt werden. Damit soll es dem Arzt ermöglicht werden, die Ergebnisse automatischer Verfahren nachzuvollziehen und einzuschätzen, und somit die KI nach Bedarf als Unterstützung bei der Entscheidung neben dem klassischen medizinischen Vorgehen einzusetzen, statt ihr die Entscheidung in Teilen zu übertragen.

IGNITION


Das Pilotprojekt IGNITION fokussiert sich auf eine umfassende Charakterisierung der in JeCaTh erfassten Patienten auf Station und in der Nachsorge („health-care integrated deep phenotyping“). Im Rahmen von IGNITION wird auf die Forschungsinfrastruktur der Datenintegrationszentren, die im Rahmen der nationalen Medizininformatik Initiative entwickelt wurden, aufgebaut und für neuartige Datenstrukturen erweitert. Die Daten werden darüber hinaus genutzt, um intelligente, aktive Implantate zu entwickeln.

ARBOR – Roboter-geführte automatische Tumorresektion


Bislang nutzt die Chirurgie Operations-Roboter nur wenig, und das auch nur, um den Chirurg bei der Instrumentenführung, also passiv zu unterstützen. Eine aktive Roboter-geführte Chirurgie ist bislang nicht etabliert und wird nur mit Unterstützung von KI machbar werden. Ziel von ARBOR ist der Nachweis der Machbarkeit einer aktiven KI-basieren hochpräzisen Roboter-Chirurgie an einem Kopf-Hals-Tumor-Modell. ARBOR analysiert zudem die Interaktion zwischen Chirurg, Patient und Maschine, um die Chancen und Risiken des Verfahrens bewerten zu können.

REWINA – Pilotprojekt Rehabilitation, Wiedereingliederung und Nachsorge


REWINA rückt den Patient als Mensch in den Vordergrund. Für die Rückkehr ins Leben, in den Alltag, in das soziale Leben und in den Beruf werden umfassende medizinische, soziale und psychische Unterstützungsmöglichkeiten unter Optimierung durch KI entwickelt. REWINA steht v.a. für die Patientenzentrierung und -beteiligung und die Fokussierung auf die Patientenbedürfnisse.

Schnittstellen der Technologieplattform

Die Technologieplattformen entwickeln und stellen Schnittstellen zur Verfügung, die für die Vernetzung der Pilotprojekte benötigt werden.

Informatik und BigData-Management

… entwickelt Software und mobile Softwareprodukte für die Informationsverarbeitung direkt beim Patienten. Da nicht zuletzt durch die Bildverarbeitung große Datenmengen generiert werden, sind KI Systeme ein wichtiger Bestandteil dieser Technologien.

Sensorik und „Predictive Maintenance“

… entwickelt innovative optische Systeme für die gesamte photonische Prozesskette: Vom opto-mecha­nischen und optoelektronischen Systemdesign bis zur Bereitstellung von personalisierten Patientenlösungen und Prototypen mit KI gestützten Systemen.

Optik und Photonik-Messverfahren

… entwickelt KI Lösungen für alle Systeme im Bereich Faseroptik, photonische Detektion und Biophotonik: Vom anwendungsgerechten Verfahren über instrumentelle Konzepte bis zum Labormuster.

Robotik und Automationsprozesse

… entwickelt KI Systeme in den Bereichen Fertigungstechnik und -automatisierung für die optischen Technologien, der Lasermaterialbearbeitung sowie der additiven Fertigungsverfahren, vor allem für die Robotik.

Datensicherheit und Cybersecurity

… entwickelt KI Konzepte für datengetriebene und simulationsgestützte Forschung und Industrieanwendungen. Big Data ergeben sich aus den klinischen Standard-Daten, der KI gestützten Bildverarbeitung sowie aus genomischen, proteomischen und massenspektrometrischen Daten aus dem Tumorgewebe.

Medikamentöse und ernährungsbasierte Therapien

… entwickelt thera­peutische Drug Delivery Systeme sowie Maßnahmen zum zielgerichteten Radio-Nukleid-Einsatz für die perso­nalisierte Krebstherapie. Die Medikamente sollen optisch im Patientengewebe mit Hilfe von KI Bildanalysen verfolgbar sein und ihre Wirkung selektiv in den Tumorzellen entfalten. Das Ansprechen der Therapie wird so frühestmöglich erkennbar.

Unterstützerprozesse begleiten die Forschung

Die Unterstützungsprozesse ergänzen das Ökosystems JeCaTh durch begleitende Forschung. Die Forschungsansätzen in den Pilotprojekten werden kritisch hinterfragt und erweitert. Der Wissens-und Technologietransfer wird auf allen Ebenen der Gesellschaft maßgeblich vorangetrieben:
  1. Ethisch-rechtlich-sozialer Bereich
  2. Forschung und Lehre
  3. Wissen, Technologietransfer und Wirtschaft

Ethisch-rechtlich-sozialer Bereich

Die Verbreitung von KI, Automatisierungsprozessen, Big Data Auswertungen und Assisted Living Angeboten zieht eine Reihe von ethischen und rechtlichen Fragen nach sich. Diese müssen zeitnah beantwortet werden, um die Markteinführungen und die Akzeptanz von geschaffenen Produkten so schnell wie möglich voranzutreiben. JeCaTh berührt hochsensible Bereiche des persönlichen Lebens und gesellschaftsrelevante Aspekte, die eine intensive Begleitung, transparente Kommunikation und einen stetigen Aus­tausch aller Akteure erfordern. Als Beispiel seien hier die Mensch-Maschine Interaktion und das ärztliche Selbstverständnis genannt.

Forschung und Lehre

Die Profillinien LIFE und LIGHT der FSU sind in diesen Prozess mit eingebunden.
Die Profillinie LIGHT verbindet die Schwerpunkt Optik und Photonik und innovative Materialien. Dazu gehören die strukturbildenden Zentren Abbe Center of Photonics (ACP), Center for Energy and Environmental Chemistry (CEEC), Center for Medical Optics and Photonics (CeMOP), Jena Center for Soft Matter (JCSM) und Michael Stifel Center for Data-Driven and Simulation Science. Hinzu kommen die Verbünde: SFB 1278 „Polymerbasierte Nanopartikel-Bibliotheken für die Entwicklung zielgerichteter anti-inflammatorischer Strategien“ (PolyTarget), das internationale GRK 2101 „Geführtes Licht, dicht gepackt: neue Konzepte, Komponenten und Anwendungen“, sowie das vom BMBF Zwanzig20 geförderte Projekt „3Dsensation“.
Aus der Profillinie LIFE kommen das Zentrum für Alterns­forschung, das CeMOP und insbesondere der SFB/TRR 166 ReceptorLight hinzu.
Weitere unterstützende wissenschaftliche Zentren sind das Jena Zentrum für Bioinformatik (JCB), das Ethik­zentrum und Zentrum für Molekulare Biomedizin (CMB).
Das Abbe Center of Photonics (ACP), der Master-Studiengang Medical Photonics und der Masterstudiengang Molecular Medicine sind Lehrangebote, die den wissenschaftlichen Nachwuchs für das Ökosystem JeCaTh hervorbringen können. Darüber hinaus werden angehende Mediziner in den Lehrkrankenhäusern des UKJ frühestmöglich an die KI gestützten Innovationen herangeführt. Für die ärztliche Weiterbildung wurden bereits Kooperationen mit der Landesärztekammer Thüringen und der Kassenärztlichen Vereinigung Thüringen vereinbart.

Wissens- und Technologietransfer- Wirtschafts­wissenschaften

Im Servicezentrum Forschung und Transfer (SFT) sind alle Kompetenzen für eine optimale Begleitung aller notwendigen Transferprozesse gebündelt. Den Wissenschaftlern und Netzwerkpartnern aus Wirtschaft und Gesellschaft wird durch umfangreiche Beratungs- und Unterstützungs­angebote ein Service aus einer Hand angeboten. Die FSU unterstützt durch das SFT die Mitarbeitenden über die gesamte Wertschöpfungskette ausgehend von der Forschungsförderung über das Forschungsmarketing, dem Schutzrechtsmanagement bis zur Verwertung von Forschungsergebnissen durch Gründung. Die FSU hat durch Förderung des BMWi im Rahmen der „EXIST-Initiative Die Gründerhochschule“ ihren Gründerservice substantiell ausgebaut und nachhaltig verstetigt: Der K1-Gründerservice bietet umfangreiche Beratungsangebote für Gründer
sowie unternehmensbezogene Lehrformate, die in den Studienplänen der Fakultäten breit verankert wurden.
 Ergebnis der umfassenden Gründungs­unterstützung sind jährlich ca. fünf bis zehn neu gegründete Kapitalgesellschaften aus dem Universitätsumfeld. Die gesamte Schutzrechtsarbeit, der IP-Service sowie die Umsetzung von Verwertungsstrategien liegen im Verantwortungsbereich des SFT. Das Projekt Nucleus Jena, das im Rahmen der BMBF-Initiative als Innovative Hochschule gefördert wird, ist im SFT integriert. Fünf Innovationsmanager arbeiten als Expert*innen für alle Fragen des Transfers als Promoter im Ökosystem der Region. Ergänzt werden die Serviceangebote durch die Abteilung Forschungsmarketing, die die Öffentlichkeitsarbeit für den Transfer organisiert.

JeCaTh: Zentrale Koordinationsstelle

Die Geschäftsstelle von JeCaTh ist die zentrale Koordinationsstelle für alle internen Geschäftsabläufe des Projektes und gleichzeitig Erstkontaktstelle für alle externen Anfragen:
Sie organisiert in Zusammenarbeit mit verschiedenen Gremien sämtliche Meetings und Workshops und fungiert damit als Netzwerkmanager. Als eine übergeordnete Organisationseinheit obliegt es der Geschäftsstelle den Ablauf des Gesamtprojektes zu gestalten.
Darüber hinaus unterstützt sie die Konsortialpartner bei der Projektarbeit, bei der Koordination des Wissens- und Technologietransfers und verwaltet personelle und finanzielle Ressourcen. Über die Entwicklung einer Governance-Strategie wird das Qualitätsmanagement der Projektarbeiten sichergestellt. Die gesamte Öffentlichkeitsarbeit obliegt der Geschäftsstelle, was ebenfalls die Konzipierung und Organisation verschiedenster Veranstaltungen beinhaltet


Kontakte Geschäftsstelle JeCaTh

Koordinator und Sprecher des Konsortiums JeCaTh ist Prof. Guntinas-Lichius
Stellvertretender Koordinator des Konsortiums JeCaTh ist Prof. Denzler

Dr. Georg Strompen, MBA
Leiter Geschäftsstelle JeCaTh
Innovations- und Netzwerkmanagement
Telefon: +49 3641-930874
Fax: +49 3641-930882
georg.strompen[at]jecath.de

Sandra Hillesheim
Leiterin Geschäftsstelle JeCaTh
Forschungsmarketing und -kommunikation
Telefon: +49 3641-931057
Fax: +49 3641-930882
sandra.hillesheim[at]jecath.de

Irene Schlotter
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Telefon: +49 3641-931074
Fax: +49 3641-930882
irene.schlotter[at]jecath.de

Dr. Kristin Griebenow
Organisations- und Veranstaltungsmanagement
Telefon: +49 3641-930874
Fax: +49 3641-930882kristin.griebenow[at]jecath.de

Cornelia Neubauer
Finanzen und Rechnungswesen
Telefon: +49 3641-931075
Fax: +49 3641-930882
cornelia.neubauer[at]jecath.de

Silvia Herrmann
Sekretariat der Geschäftsstelle JeCaTh
Telefon: +49 3641-931070
Fax: +49 3641-930882
info[at]jecath.de
Geschäftsstelle JeCaTh
Am Planetarium 8 • 07743 Jena



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