Neuer Forschungsbereich KI für Assistive Gesundheitstechnologien am DFKI-Labor Lübeck

Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) hat seine Kompetenz in Medizininformatik ausgebaut. Am 1. Juli 2024 ist der neue Forschungsbereich in Lübeck gestartet.

Assistive Gesundheitstechnologien helfen sowohl gesunden als auch chronisch kranken oder behinderten Menschen, ihre Lebensqualität zu erhalten oder zu verbessern. Geräte, Ausrüstungen, Software und Systeme unterstützen dabei, gesund zu leben, alltägliche Aktivitäten zu bewältigen und mit anderen zu kommunizieren. Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels und zunehmender Engpässe in der medizinischen Versorgung, insbesondere in ländlichen Regionen, sind solche KI-basierten Assistenztechnologien für das häusliche Umfeld nicht nur hilfreich, sondern für eine optimale und lückenlose Gesundheitsversorgung unverzichtbar, vermeldet das DFKI.

Der neue Lübecker Forschungsbereich KI für Assistive Gesundheitstechnologien widme sich der Entwicklung von Verfahren der KI zur automatisierten Analyse heterogener, personenbezogener Daten. Diese Daten stammen beispielsweise aus Wearable-Sensoren und werden genutzt, um gesundheitsbezogene Entscheidungen zu individualisieren und zu personalisieren. Im Mittelpunkt stehen wissens- und lernbasierte Verfahren der Mustererkennung. Ziel ist es, durch intelligente Datenauswertung präzisere Gesundheitsempfehlungen und Behandlungsstrategien zu ermöglichen, erläutert das Forschungszentrum, das sich von dem Forschungsansatz verspricht, die Effizienz der Gesundheitsversorgung zu steigern und gleichzeitig die Behandlungsqualität durch maßgeschneiderte, patientenspezifische Lösungen zu verbessern.

„Betrachtet man die verschiedenen Ebenen der Gesundheitsversorgung, so liegen unsere Einsatzbereiche vor allem in der Prävention, der Frühdiagnostik, der Rehabilitation und der Pflege. Darüber hinaus setzen wir vor allem auf das kontinuierliche Monitoring im Alltag und im häuslichen Umfeld. Dabei nutzen wir die großen Mengen an Sensordaten, die uns die Betroffenen über ihre mobilen Geräte zur Verfügung stellen“, charakterisiert Prof. Dr.-Ing. habil. Marcin Grzegorzek, der das DFKI-Labor in Lübeck leitet und auch eine Professur für Medizinische Informatik an der Universität zu Lübeck inne hat, die Anwendungsszenarien seiner Forschung.

„Mit dem neuen Forschungsbereich KI für Assistive Gesundheitstechnologien erweitert das DFKI sein Portfolio im Bereich Künstliche Intelligenz für Medizin und Gesundheit. Wir entwickeln bereits seit einiger Zeit Methoden der medizinischen Bild- und Signalverarbeitung, die Diagnostik und Therapie unterstützen. Der neue Forschungsbereich zielt nun darauf ab, auch die Einsatzmöglichkeiten von KI an der Peripherie der Behandlung von Erkrankungen zu erforschen“, sagt DFKI-CEO Prof. Antonio Krüger. „Wir freuen uns sehr, mit Marcin Grzegorzek einen auf diesem Gebiet äußerst renommierten Wissenschaftler gewonnen zu haben.“

„Der neue Forschungsbereich „KI für Assistive Gesundheitstechnologien“ wird in Zukunft dazu beitragen, kranken Menschen mittels moderner technischer Systeme eine optimale Versorgung anzubieten. In Lübeck forschen und lehren wir unter dem Motto „im Focus das Leben“ – dazu gehören unserer Überzeugung nach auch neue Technologien und zukunftsweisende Technik im Gesundheitsbereich. Ich wünsche dem Vorhaben viel Erfolg und bin mir sicher, dass der Forschungsbereich eine gelungene Erweiterung unserer Expertise sein wird.“ sagt Prof. Gabriele Gillessen-Kaesbach, kommende Präsidentin der Universität zu Lübeck.

Im Fokus des neuen Forschungsbereichs steht dem Forschungszentrum zufolge die Entwicklung von KI-Verfahren, die datengetrieben komplexe Zusammenhänge lernen und die Grenzen klassischer mathematischer Modelle überwinden. Die Forschung adressiert dabei folgende Probleme: die Integration klassischer Signalverarbeitung mit KI-Methoden, automatisierte Datenerzeugung (Data Augmentation), Minimierung von Trainingsbias, Transfer von vortrainierten Modellen (Transfer Learning), Auflösung unerwünschter Merkmalsverflechtungen (Disentanglement), Erklärbarkeit und Interpretierbarkeit von KI, adaptive Anpassung an Schwankungen in der Datenverteilung und Optimierung für ressourcenbeschränkte Umgebungen (Edge AI).

Man strebe eine enge Zusammenarbeit mit Unternehmen und Einrichtungen des Gesundheitswesens an, die ihre Prozesse, Dienstleistungen und Produkte durch KI-gestützte Analysen verbessern wollen, heißt es weiter. Ein besonderes Augenmerk liege dabei auf der Entwicklung und Zulassung von KI-basierten Digital Health Applications (DiGA).