Wenn der Computer Tumore bekämpft

14.08.2020

Künstliche Intelligenz soll die Medizintechnik revolutionieren. Auch im Rhein-Neckar-Raum wird geforscht.

Rhein-Neckar-Zeitung am 14.08.2020

Von Sören S. Sgries

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Im Forschungs-OP im Mannheimer „Cubex 41“ erklärt Lennart Karstensen (l.) Wirtschaftsministerin Nicole Hoffmeister-Kraut (r.), was der Roboter künftig leisten soll. Foto: Sgries

Mannheim/Heidelberg. Es gibt eine Stadt in Baden-Württemberg, die wirbt für sich als “Weltzentrum der Medizintechnik”: Tuttlingen, der 35.000-Einwohner-Ort im äußersten Süden des Landes. Und es gibt das “Cyber-Valley” zwischen Tübingen und Stuttgart, laut Selbstbeschreibung “Europas größtes Forschungskonsortium im Bereich der künstlichen Intelligenz” (KI).

Wohin also fährt Wirtschaftsministerin Nicole Hoffmeister-Kraut im Rahmen ihrer Sommerreise, wenn sie sich über KI in der Gesundheitswirtschaft informieren will? Nein, falsch gedacht. Nicht nach Tuttlingen, Tübingen, Stuttgart geht die Tour, sondern nach Mannheim und Heidelberg.

“Mannheim ist ein echter Vorreiter”, schwärmt die CDU-Politikerin. “Da entsteht wirklich viel”. Die Nähe von großer Uniklinik, Forschung und starken Wirtschaftsunternehmen vor Ort – “da zeichnet sich der Standort schon aus”. Und Ralf Kindervater, Geschäftsführer der Landesgesellschaft Biopro, die den Medizinstandort Baden-Württemberg fördern soll, betont: Gerade die Nähe zur Wissenschaft bringe deutlich andere Akzente als die Region Tuttlingen, die besonders stark sei in der Produktion von chirurgischem Gerät.

In ganz Baden-Württemberg zählt das Wirtschaftsministerium über 1000 Unternehmen im Bereich der Gesundheitsindustrie. Ein “Wachstumstreiber und Jobmotor” sei die Branche, sagt Hoffmeister-Kraut. Jeder sechste Arbeitsplatz findet sich in der Gesundheitswirtschaft, die jährliche Bruttowertschöpfung liegt bei 53,4 Milliarden Euro – zwölf Prozent der gesamten Wirtschaftsleistung. “Das ist ein Thema, wo sich die Zukunft Baden-Württembergs auch entscheiden wird”, ist sie sich sicher. Was da gerade alles passiere – das solle die ganztägige Tour durch verschiedene Standorte zeigen.

Ein neuer Blick auf Tumore

Die großen Zeiten der “Alten Brauerei” in Mannheim sind lange vorbei. 1917 füllte die “Badische Brauerei AG” hier das letzte Bier ab. Der neuestes Stand der Medizin damals: die um die Jahrhundertwende gemachte Entdeckung von Wilhelm Conrad Röntgen, die es erlaubte, in den menschlichen Körper zu schauen. Heute ist das Röntgenbild immer noch im Einsatz. Ergänzt um MRT und CT. Mit verschiedenen bildgebenden Verfahren hat die Medizin den Blick auf Knochen, Organe, Gefäße immer weiter verfeinert. Reicht das? Nicht den Medizinern, die hier versammelt sind.

“So hat man das 100 Jahre lang gemacht – und so hat 100 Jahre lang die Medizin funktioniert”, sagt Stefan Schönberg, Direktor der Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin, mit Blick auf MRT-Bilder, die an die Wand projiziert werden. “Wir sehen da nur Weiß und Grau”, behauptet er – wohlwissend, dass erfahrene Radiologen wie er natürlich die Bilder sehr gut interpretieren können. Was ist normal, also gesundes Gewebe, was ist auffällig – und somit vielleicht ein Tumor?

Das könnte künftig, so legt es diese Präsentation nahe, auch der Laie sagen – dank Computerhilfe. Denn in dem 3D-Modell einer Prostata, das kurz darauf auf dem Bildschirm gezeigt wird, springen einem auffällige Bereiche förmlich ins Auge. Bunt eingefärbt vom Computer, scharf umrissen. Nach Belieben kann selbst die Ministerin per Mausklick das Organ virtuell “erkunden”. Möglich ist das dank künstlicher Intelligenz. Der Computer wurde mit vielen, vielen Daten gefüttert, die erfahrene Mediziner erstellt haben. Und er nutzt sie, um bei neuen Bildern die Tumorlast zu erkennen und auch dessen Gefährlichkeit einzuschätzen.

Ähnlich sieht es bei anderen Forschungsprojekten aus. Da werden dann nicht nur Bilder, sondern auch Laborergebnisse in den Computer eingespeist, um frühere Diagnosen zu ermöglichen, effizientere, zielgerichtetere Therapien einzuleiten.

“Das ist nicht therapieentscheidend, aber unterstützend”, stellt Hans-Jürgen Hennes, ärztlicher Direktor des Uniklinikums klar. Auch bei Covid-19-Verdachtspatienten gab es schon ein Projekt, bei dem die KI helfen sollte, einen Verlauf abzuschätzen, erzählt er.

Mit dem Roboter im Operationssaal

Für den nächsten Programmpunkt geht es einmal über die Straße, in den Keller des “Cubex 41”. Auf einem blau eingedeckten Operationstisch liegt ein künstlicher Torso aus transparent-blauem Gel mit Plastikrippen aus dem 3D-Drucker. Darüber ein Roboterarm.

Seit 2011 forscht hier eine Fraunhofer-Projektgruppe zur Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie. Die zwei aktuellen Projekte auf dem Tisch: Eine Maschine soll irgendwann einmal gezielt Nadelsonden setzen – beispielsweise zur Tumorbehandlung oder um Gewebeproben zu nehmen. Eine andere soll Katheter legen.

Derzeit machen das die Ärzte – und sie machen das gut, wie Projektleiter Jan Stallkamp sagt. “Der Mensch hat die Erfahrung, er hat die Intuition.” Wenn beim Einstich irgendetwas komisch ist, ein unerwarteter Widerstand auftritt – dann reagiert der Chirurg. Der Roboter kann zwar theoretisch den perfekten Winkel berechnen, aber ist mit Abläufen, die auch nur leicht vom Gelernten abweichen, überfordert. Noch, so die Hoffnung der Forscher. Auch hier soll die Künstliche Intelligenz helfen, die Maschinen auf die richtige Spur zu bringen.

Warum man da nicht einfach weiter auf die Ärzte vertraut, sondern unbedingt auf den Roboter setzen muss? “Die Präzision ist nicht das Problem”, erklären Andreas Rothfuss und Lennart Karstensen ihr Projekt. “Wir wollen eine Genauigkeit, wie sie heute auch ist – mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit.” Während der Arzt bis zu 40 Minuten brauche, um eine Nadel perfekt zu setzten – und die “Tagesform” schwanken kann und die Gefahr eines Fehlers droht –, liefere der Roboter ein konstant gutes Ergebnis in rund sechs Minuten ab. So die derzeitige Zielvorstellung.

Erfolgreicher Strukturwandel

Weiter geht’s. Hinter der Wirtschaftsministerin ragt ein Rohbau auf, Linkerhand steht schon ein fertiger Neubau: Zur Mittagspause bekommt Hoffmeister-Kraut noch den aktuellen Stand des “Mannheim Medical Technology Campus” präsentiert. Seit 2017 wird hier, in unmittelbarer Kliniknähe, ein Areal erschlossen, das zum “Hotspot in der Medizintechnologie” werden soll. Ein 2019 eröffnetes Gebäude im Technologiepark ist bereits vollvermietet. Der “Cubex One”, in den vor allem Startups gelockt werden sollen, soll im kommenden Frühjahr fertiggestellt werden. Und die Universität Heidelberg will ihren Mannheimer Medizin-Campus auch komplett neu aufstellen. “Ich bin immer wieder fasziniert, was in dieser Stadt entstanden ist”, schmeichelt Hoffmeister-Kraut. “Mannheim ist ein gutes Beispiel für eine Stadt, die einen Strukturwandel managt.”

Die Corona-Krise als Chance

Die Zeiten, als man externe Startup-Infrastruktur benötigt hätte, sind für Roche Diagnostics lange vorbei. “Wir wollen an der Speerspitze der medizinischen Entwicklung marschieren”, gibt Geschäftsführer Christian Paetzke selbstbewusst als Devise aus. Und das Pharmaunternehmen mit 16 000 Mitarbeitern allein in Baden-Württemberg, 8300 am Standort Mannheim, ist exzellent aufgestellt. Die vollautomatisierten Laborsysteme beispielsweise haben sich insbesondere in Corona-Zeiten bewährt.

42 Tage brauchte das Unternehmen, um einen verlässlichen Viren-Test zu entwickeln. Auch ein Antikörpertest liegt vor. Und pro Roche-Gerät könnten, rechnet Paetzke vor, je nach Größe bis zu 480 Viren- bzw. 1800 Antikörper-Tests durchgeführt werden. Die Auftragsbücher sind voll – insbesondere wohl wegen Bestellungen aus dem Ausland. “Wir haben in Deutschland eine überproportional gute Ausstattung mit Laboren”, sagt Paetzke jedenfalls.

Die Corona-Pandemie sieht er jedoch nicht nur eigennützig als Chance, weil die Produkte des Unternehmens gefragt sind. Er wittert auch einen Mentalitätswandel. “Gesundheit wird erstmals nicht mehr als Kostenblock diskutiert”, stellt er fest. Der Gesellschaft sei bewusst geworden, dass ein gut aufgestelltes Gesundheitssystem auch Freiheit bedeuten könne, so seine These, für die es aus dem Begleittross der Ministerin durchaus Zustimmung gibt. Jetzt sei die Zeit, um Zukunft zu gestalten. Jetzt habe man das Ohr der politischen Entscheider, um das Gesundheitssystem zu reformieren, heißt es da.

Grenzen sind allerdings schon jetzt absehbar: Der Roche-Wunsch, als forschendes Unternehmen auch Zugriff auf (anonymisierte) Gesundheitsdaten zu bekommen, dürfte einige Debatten mit Datenschützern nach sich ziehen. Die Unterstützung der Wirtschaftsministerin in dieser Frage schein zumindest gegeben zu sein: In China und den USA gebe es da ja weniger Probleme, merkt Hoffmeister-Kraut an. Ein Wettbewerbsvorteil, den sie gerne ausgleichen würde. Schließlich will sie die Exzellenz im Land halten.

Die Ideenschmiede in Heidelberg

Verglichen mit dem Milliardenkonzern Roche werden in Heidelberg noch ganz kleine Brötchen gebacken – dabei ist man im “Business Development Center” im Technologiepark am Rande der Bahnstadt schon sehr stolz auf das Erreichte. 60 Prozent Auslastung habe das Gebäude, das vor einem Jahr eingeweiht wurde. Julia Schaft, Geschäftsführerin des “BioRN”-Clusters, verkündet selbstbewusst: “Die Region ist sehr stark und kann gerade im Bereich KI gegen andere Bereiche anstinken.”

Die Ideen, die großen Fortschritt bringen sollen, können dabei zunächst recht klein anmuten. Beispiel “Living Brain”: Die junge Firma von Julian Specht will den Einsatz von Virtual-Reality-Brillen in der Reha etablieren. Schlaganfall-Patienten könnten, so die Vision, in alltagsnahen Simulationen ihr Gehirn wieder trainieren. Klingt vergleichsweise simpel – aber wer weiß?

Auch “HD Vision”, der Firma von Christoph Garbe, hätte man ja nicht unbedingt zugetraut, eine wichtige Marktlücke entdeckt zu haben: Er bietet eine kameragestützte Qualitätskontrolle beispielsweise für die Industrie an. Gibt’s längst? Von wegen: Dank künstlicher Intelligenz und “Lichtfeld-Technologie” kommt sein System auch mit komplizierten Werkstücken zurecht, die bislang noch “menschlich” kontrolliert wurden. 26 Mitarbeiter beschäftigt die Firma schon.

Hoffmeister-Kraut gefällt, was sie hier sieht. Ein “Leuchtturm” sei das Cluster. “Eine Art Keimzelle für Innovationen”. Genau das also, was Baden-Württemberg braucht.

Update: Dienstag, 15. September 2020, 12.51 Uhr