Montag, 03.11.2025

Forschung

Brustkrebs sicherer operieren

KI-gestützte Präzisionschirurgie in der Onkologie – 1,1 Millionen Euro Projektförderung durch das Bundesforschungsministerium

Um Brusttumoren nach einer Chemotherapie besser sichtbar und auffindbar zu machen, kombinieren Forschende des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein, Campus Lübeck, und der Universität zu Lübeck moderne, im Ultraschall gut erkennbare Gewebemarker mit einer KI-gestützten Bildanalyse. Das Projekt HARMONIE (Künstliche Intelligenz zur intraoperativen Ultraschall-Lokalisierung von Markern und Tumoren nach der neoadjuvanten Therapie von Brustkrebs) wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt im Rahmen der Nationalen Dekade gegen Krebs zum Thema „KI-gestützte Präzisionschirurgie in der Onkologie“ über drei Jahre mit 1,1 Millionen Euro gefördert.

„Ziel unseres Projektes ist es, brusterhaltende Eingriffe sicherer und erfolgreicher zu machen und so neue Standards in der Krebschirurgie zu setzen“, sagt Prof. Dr. Maggie Banys-Paluchowski, Leiterin des Brustzentrums der Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe des UKSH, Campus Lübeck. Sie ist gemeinsam mit Prof. Dr. Mattias Heinrich, Institut für Medizinische Informatik der Universität zu Lübeck, federführend am Projekt beteiligt. Partnerin ist auch die EchoScout GmbH unter der Leitung von Dr. Lasse Hansen.

Brustkrebs ist die häufigste Krebserkrankung bei Frauen. Viele Patientinnen erhalten vor der Operation eine Chemotherapie, die den Tumor stark verkleinert. Dadurch wird er oft kaum noch tast- und sichtbar, was die präzise Entfernung erschwert. Um das zu operierende Gebiet genauer zu kennzeichnen, nutzen die Forschenden eine auf künstlicher Intelligenz basierende Technologie. Sie wertet Ultraschall-Aufnahmen in Echtzeit aus und unterstützt Ärztinnen und Ärzte während der Operation beim Auffinden des Tumors.

Fortgeschrittene Algorithmen zur Bildregistrierung aus der Arbeitsgruppe Medical Deep Learning

Grundlage ist eine große Datenbasis von Ultraschall- und Röntgenaufnahmen, die im Rahmen des Projekts gesammelt und aufbereitet werden. Parallel wird die Technik im klinischen Alltag getestet und weiterentwickelt. Ziel des Projektes ist es auch, die Sichtbarkeit der Gewebemarker im Ultraschall mit Hilfe der KI zu verbessern.

Dazu steuert die Arbeitsgruppe Medical Deep Learning am Institut für Medizinische Informatik der Universität zu Lübeck ihre Expertise zu KI-gestützter Bildregistrierung und Bildfusion bei. Diese Methoden ermöglichen es, anatomische Strukturen in Verlaufsaufnahmen – etwa in Ultraschall- oder Mammographiebildern – präzise zuzuordnen. So kann die KI für jede Patientin ein individuelles Modell erlernen, das den Behandlungserfolg abbildet und der Operateurin während des Eingriffs relevante Informationen visualisiert.

„Unsere Gruppe entwickelt seit mehreren Jahren fortgeschrittene Algorithmen zur Bildregistrierung“, erläutert Prof. Mattias Heinrich. „Bereits 2018 erzielten wir mit Arbeiten aus einem DFG-Projekt den zweiten Platz bei der internationalen Vergleichsstudie CuRIOUS zur Wiedererkennung von Gehirntumoren in intraoperativem Ultraschall“, sagt er. „Aktuell bereiten wir einen Antrag im Rahmen des EXIST-Forschungstransfers vor, um diese Technologien für klinische Anwendungen – etwa in der Strahlentherapie – nutzbar zu machen.“

Projektpartnerschaft mit Ausgründung aus Universität und Klinikum

Die EchoScout GmbH ist eine Ausgründung aus der Universität zu Lübeck und dem Universitätsklinikum. Sie bringt ihre ausgewiesene Fachkenntnis in der Ultraschallanalyse und 3D-Rekonstruktion in das Projekt ein. Damit lässt sich der Clip, mit dem der Tumor markiert wird, noch präziser darstellen.

Das Brustkrebszentrum am Campus Lübeck ist Teil des Universitären Cancer Center Schleswig-Holstein (UCCSH) und wird seit 2008 nach den strengen Kriterien der Deutschen Krebsgesellschaft und der Deutschen Gesellschaft für Senologie regelmäßig rezertifiziert. Es gehört zu den größten Zentren für Brusterkrankungen in Norddeutschland.