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Hacker mit innovativen Ideen beim JeCaThon – KI als Chance sehen

08. Oktober 2019

Hautkrebserkennung per App, „Recycling“ von Zellen zur Züchtung von Organen, Diagnoseverfahren bei Blasenkrebs oder die Beseitigung von Unschärfen bei Präparatescans – diesen Challenges stellten sich die Teams vom 19. bis 21.9.2019 am Ernst-Abbe-Campus beim 1. eHealth-Hackathon in Jena. Programmierer, Informatiker, Designer und Mediziner haben sich dafür zusammengefunden. Ziel eines Hackathons ist es, die vielen unterschiedlichen Kompetenzen zu vereinen und in kurzer Zeit eine Lösung für ein Problem zu finden. Für die Jury konnten Staatssekretärin Valentina Kerst (TMWWDG), Thorsten Gau und Dr. Marion Schnute (IBM) sowie Veronika Thiel (AlgorithmWatch) gewonnen werden.

Die fachlichen Coaches Dr. Torsten Bölke vom Institut für Anatomie II und Martin Thümmel, Doktorand am Institut für Mathematik und Informatik der FSU Jena, standen „ihren“ Teams gemeinsam mit den technischen Coaches von IBM jederzeit zur Seite.

Team „Unscharf“ nahm sich einer Aufgabenstellung aus dem Bereich Anatomie II der Uniklinik Jena an. Die Diagnosestellung oder die Absicherung der Diagnose erfolgt bei vielen Erkrankungen durch eine histopathologische Untersuchung von Gewebeproben. Oftmals wird das Schnittpräparat durch einen Präparate-Scanner digitalisiert und die entstandenen Bilddaten am Monitor ausgewertet. Während des Scanprozesses kann es jedoch zu Fokussierungsfehlern kommen, wodurch dann Teilbereiche oder auch die gesamten Bilddaten unscharf sind. Durch die dann erforderliche erneute Digitalisierung des Schnittpräparats können lange Verzögerungen der Diagnosestellung entstehen. Ziel war es, KI-gestützte Methoden zu entwickeln, die die Unschärfen sofort erkennen und eine unmittelbare Neu-Fokussierung des Scanners zu erreichen.

Christoph Krafft vom Leibniz Institut für Photonische Technologie (IPHT) brachte sein Thema selbst mit und „hackte“ auch gleich gemeinsam mit Gunnar Voss (FSU Jena) und Christoph Wiedemann (Uni Halle) an der Challenge „Licht an in der Blase“. Ziel dabei war es, die Diagnose von Blasenkrebs sicherer zu machen. Mittels Raman- und Infrarotspektroskopie soll die bisherige Weißlicht-Endoskopie ergänzt werden, um Tumor- und Normalgewebe von der Blase anhand von Raman-Spektren zu unterscheiden.

Die weiteste Anreise hatte Mirsolav Jirik von der Universität Pilsen/ Tschechien. Der Wissenschaftler forscht an einer Möglichkeit, wie abgestorbene Zellen „recycelt“ werden können, um irgendwann daraus lebensrettende Organe zu züchten. Vor der Umsetzung, muss geprüft werden, ob die Zellwände der Belastung Stand halten. Dafür suchten Miroslav Jirik und sein Teamkollege Henrik Voigt nach Möglichkeiten mittel KI-basierten Systemen, die Gerüststruktur zu segmentieren und zu klassifizieren.

Jährlich erkranken in Deutschland über 200.000 Menschen an Hautkrebs. Bei einer frühzeitigen Erkennung sind die Heilungschancen jedoch bei jeglicher Art von Hautkrebs ausgesprochen hoch. Da allerdings nicht alle auffälligen Hautveränderungen bösartiger Hautkrebs sind, ist eine regelmäßige Untersuchung durch den Hautarzt unerlässlich. Aufgrund der hohen Zahl potentiell Betroffener könnte eine automatisierte Analyse verdächtiger Hautstellen, zum Beispiel mittels einer Smartphone-App unter Nutzung der eingebauten Kamera, das Risikobewusstsein steigern und zur Früherkennung beitragen. Darina Storozhuk und Oleg Ryabchykov stellten sich mit Unterstützung ihres fachlichen Experten Martin Thümmel der Challenge und entwickelten den Prototypen einer App, die gleich ausprobiert werden konnte.

Das Team „Unscharf“ um Dr. Torsten Bölke als fachlichen Coach und Experten löste seine Aufgabe so überzeugend, dass es den 1. Preis gewann. Der mit 3.000 Euro dotierte und von Prof. Dr. Orlando Guntinas-Lichius übereichte JeCaTh-Preis ging an Sam Eberl, Mariam Nassar, Stefan Perko, Maximilian Silchmüller und Gregor Zweig. Neben die große Freude der Teilnehmenden mischte sich von Beginn an der Wunsch, sich weiter mit dem Thema zu befassen und die im Team gesammelte Expertise in den Dienst der Wissenschaft zu stellen. „Wir wollen unbedingt weiter zusammenarbeiten,“ betont Maximilian Silchmüller. Der Student der Friedrich-Schiller-Universität Jena hatte bereits mit Prof. Dr. André Scherag vom Uniklinikum Kontakt aufgenommen. Kurzerhand wurde ein „Innovation Hub“ gegründet und gleich die ersten Kontakte zu IBM und dem Team NUCLEUS der Uni Jena geknüpft. „Damit haben wir echte Nachhaltigkeit mit unserem Hackathon erreicht,“ freute sich Mit-Organisatorin Sandra Hillesheim.

„Licht an in der Blase“ mit Christoph Krafft, Gunnar Voss und Christoph Wiedemann überzeugte mit dem Ergebnis die Jury. Der 2. Preis wurde vom Landesvertreter der TK Guido Dressel überreicht. Die TK hatte den Preis über 2.000 Euro gestiftet.

Sowohl Team“ Hautkrebs“ als auch Tema „OrganPICs“ überzeugten das Publikum mit ihren Ideen, so dass es eine Stimmengleichheit gab. Der Publikumspreis würde kurzerhand geteilt, so dass sich beide Teams über jeweils 500 Euro freuen können.

Rund um den Hackathon veranstalteten die Organisatoren am 20.9 ein Familienfest und am 21.9. einen Thementag. Eröffnet wurde das Familienfest am neuen Feiertag, dem Internationalen Kindertag, von Oberbürgermeister Dr. Thomas Nitzsche. Dass er ein OB zum Anfassen ist, bewies er ganz praktisch, in dem er gemeinsam mit Prof. Guntinas-Lichius einen Tisch auf das Außengelände am Ernst-Abbe-Campus trug bevor er zum Mikro griff und die Gäste begrüßte. Die Alpakas waren der Publikumsmagnet zum Familienfest, ebenso die Hüpfburg, der Süßigkeitenstand und die Bastelstation. Die Artisten der Hooptones um Musiker Sascha Rohbeck luden die Kinder zum Mitmachen bei Hoolahoop mit Reifen ein und boten ihre künstlerischen Einlagen dar. Im Foyer luden Wissenschaftler große und kleine Entdecker ein, sich mit Digitalisierung und KI zu beschäftigen. Kindgerecht erklärte Thorsten Gau von IBM was eigentlich KI ist und was damit gemacht werden kann. Daran knüpfte Prof. Dr. André Scherag an. Was kann KI in der Medizin der Zukunft bewirken? Prof. Dr. Guntinas-Lichius zeigte den Kindern und Erwachsenen wie es in einem modernen OP-Saal aussieht und welche Rolle dort Computer und Roboter spielen. Michel Layer von der Ernst-Abbe-Hochschule zeigte ganz praktisch, wie 3D-Druck funktioniert und wie er künftig in der Medizin genutzt werden kann.

Rund um das Thema „KI in der Gesundheitswirtschaft: Chance oder Risiko?“ drehte sich am 21.9. eine Podiumsdiskussion. Aus verschiedenen Perspektiven stellten sich die Teilnehmenden der Frage. Thorsten Gau von IBM, Guido Dressel von der TK. PD Dr. Thomas Bocklitz vom Leibniz IPHT, Veronika Thiel von AlgorithmWatch und Staatssekretärin Valentina Kerst waren sich einig: KI kann eine Chance sein, um die Versorgung der Patientinnen und Patienten für die Zukunft zu verbessern. Dem müsse aber immer ein kritischer Blick auf mögliche Risiken folgen. „Ein Messer kann ein nützliches Werkzeug sein oder eine tödliche Waffe sein,“ macht Thorsten Gau deutlich. Es liege letztlich immer in der Hand der Nutzer, wofür es eingesetzt werde.