Verbund

AI_D - Künstliche Intelligenz zur Diagnose von Netzhauterkrankungen

Im hinteren Teil des Auges liegt die lichtempfindliche Zellschicht, die Netzhaut. Diese kann im Alter oder durch erbliche Erkrankungen, wie Retinitis pigmentosa oder Morbus Stargardt, geschädigt werden. Solche Netzhauterkrankungen können dazu führen, dass Betroffene zunächst feine Strukturen nicht mehr erkennen und letztlich vollständig erblinden. Durch das stark verminderte Sehvermögen wird die Lebensqualität gravierend eingeschränkt. Um die Betroffenen bestmöglich zu behandeln, müssen Netzhauterkrankungen früh erkannt und der Therapieerfolg detailliert verfolgt werden.

Im interdisziplinären Verbund AI_D sollen deswegen strukturelle Veränderungen bei Netzhauterkrankungen mit hochauflösenden bildgebenden Verfahren untersucht werden. Darüber hinaus werden die elektrischen Aktivitätsmuster der Sehzellen in der Netzhaut gemessen. Die eingesetzten Messtechniken werden im Verlauf des Projektes weiterentwickelt und für den klinischen Einsatz angepasst. Die Untersuchungen werden zunächst in einer kleinen Gruppe von erkrankten und gesunden Menschen durchgeführt. Die Ergebnisse werden mithilfe von künstlicher Intelligenz ausgewertet, um Merkmale für die Diagnose und den Therapieverlauf zu finden. Die erfolgversprechendsten Ansätze werden dann in einer größeren Gruppe von Patientinnen und Patienten im klinischen Umfeld getestet.

Der Verbund AI_D ist Teil des transnationalen ERA-NET NEURON und umfasst jeweils eine Forschungsgruppe aus Norwegen, Frankreich und Deutschland. Am Universitätsklinikum Erlangen werden die Aktivitätsmuster der Netzhaut gemessen und zusammen mit strukturellen Daten mithilfe von künstlicher Intelligenz ausgewertet.

Die Ergebnisse des Projektes könnten helfen, Netzhauterkrankungen früher zu erkennen und Therapieverläufe besser zu verfolgen, um so den Behandlungserfolg von Betroffenen zu erhöhen.

Teilprojekte

Künstliche Intelligenz zur Diagnose von Netzhauterkrankungen

Förderkennzeichen: 01EW2101
Gesamte Fördersumme: 303.621 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: Prof. Dr. Jan Kremers
Adresse: Universitätsklinikum Erlangen, Lehrstuhl für Augenheilkunde
Schwabachanlage 6
91054 Erlangen

Künstliche Intelligenz zur Diagnose von Netzhauterkrankungen

Das Projekt AI_D zielt auf eine robustere Diagnose sowie auf eine bessere Verlaufs- und Therapieverfolgung von altersbedingter Makuladegeneration (AMD) und erblichen Netzhauterkrankungen (wie z. B. Retinitis Pigmentosa (RP) und Stargradt's Disease (SD)). Dazu kommen bei den Untersuchungen mit Patienten und Normalprobanden folgende neueste Techniken zum Einsatz. 1) Mithilfe von hochauflösenden Bildgebenden Verfahren (adaptive Optik) werden die Entstehung und Entwicklung von Drusen in AMD und von weißgelben Flecken bei der SD gemessen. Die Position und Größe der Drusen und der Flecken werden mit der räumlichen Anordnung von retinalen Pigment Epithelzellen (RPE) und Fotorezeptoren verglichen (Work Package WP1). 2) Mit einer innovativen Projektionstechnik mit fünf verschiedenfarbigen Leuchtdioden als Lichtquellen werden die Erregungen der vier Fotorezeptortypen (Stäbchen sowie die S-, M- und L-Zapfen) und der lichtempfindlichen retinalen Ganglienzellen isoliert und die elektro-retinografischen Aktivitäten gemessen. Die räumlichen Anordnungen der rezeptorabhängigen Aktivitäten werden bei Normalprobanden und RP- und SD-Patienten gemessen (WP2). 3) Die neuen Techniken und Methoden werden in einer klinischen Umgebung eingeführt, damit vollständigere Datensätze von AMD-, RP- und SD-Patienten erhoben werden können (WP3). 4) Die strukturellen und funktionellen Daten aus WP1 und WP2 werden mit künstlicher Intelligenz ausgewertet, um zu einer verbesserten Beschreibung der krankheitsbedingten Veränderungen zu kommen (WP4).