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Kontinuität gesichert: Deutsch-amerikanische Klimamission GRACE-C kommt

Deutsch-amerikanische Klima- und Umweltmission seit 2002: Das Satellitenduo GRACE umkreiste die Erde von 2002 bis 2017, GRACE-FO (im Bild dargestellt) ist seit 2018 im All. GRACE-C soll voraussichtlich 2028 starten und das Schwerefeld der Erde vermessen.  GFZ
Deutsch-amerikanische Klima- und Umweltmission seit 2002: Das Satellitenduo GRACE umkreiste die Erde von 2002 bis 2017, GRACE-FO (im Bild dargestellt) ist seit 2018 im All. GRACE-C soll voraussichtlich 2028 starten und das Schwerefeld der Erde vermessen. GFZ

Die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt
(DLR) und die US-Weltraumbehörde NASA setzen gemeinsam mit dem Deutschen
GeoForschungsZentrum GFZ und weiteren Partnern ihre Schwerefeldmessungen
aus dem All fort. Dazu soll GRACE-C voraussichtlich ab 2028 die Messungen
des Satellitenduos GRACE-FO fortsetzen. Die Daten sind eine wichtige
Grundlage für die Berichte des Weltklimarats. Der deutsche Beitrag zu
GRACE-C wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und
Klimaschutz (BMWK) und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung
(BMBF) unter Beteiligung des GFZ und des Max-Planck-Instituts für
Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) umgesetzt.

Die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt
(DLR) und die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA setzen gemeinsam mit
dem Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und weiteren Partnern ihre
Schwerefeldmessungen aus dem All fort. Dazu soll GRACE-C voraussichtlich
ab 2028 die Messungen des Satellitenduos GRACE-FO (im Orbit seit 2018)
fortsetzen. C steht für Continuity und FO für Follow-On, denn die beiden
Missionen sind die jeweiligen Fortsetzungen der ursprünglichen GRACE-
Mission, die von 2002 bis 2017 die Erde umkreiste. Ihr Messprinzip gilt
nach wie vor als revolutionär und ihre Daten sind unter anderem eine
wichtige Grundlage für die Berichte des Weltklimarats (Intergovernmental
Panel on Climate Change, IPCC). Der deutsche Beitrag zu GRACE-C wird mit
Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und
des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unter Beteiligung
des GFZ in Potsdam und des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik
(Albert-Einstein-Institut) in Hannover umgesetzt.
Zusammenfassung:

Monatliche Karten der Anziehungskraft

In den letzten zwanzig Jahren hat der Wasserspeicher in Deutschland
insgesamt mehr als 15 Milliarden Tonnen Wasser verloren. Der
Eismassenverlust auf Grönland hat einen noch viel dramatischeren
Abwärtstrend gezeigt – pro Jahr verliert die arktische Insel mehr als 200
Milliarden Tonnen Eis. Diese Werte liefert eine einzigartige
Satellitenmission namens „Gravity Recovery and Climate Experiment“, kurz
GRACE, anhand von kontinuierlichen Messungen des Schwerefelds der Erde.
Die dabei in monatlichen Karten festgestellten Änderungen erlauben
Rückschlüsse auf Verlagerungen von Massen auf dem gesamten Erdball.
Insbesondere kurzfristige, aber auch langfristige Veränderungen von
Wassermassen können so quantifiziert und nachverfolgt werden.

Das Messprinzip basiert darauf, dass die Gravitationskraft auf der Erde
nicht überall gleich ist. Je nach Masse auf der Erdoberfläche und
darunter, zum Beispiel durch unterschiedlich dichtes Gestein oder durch
Ozeane und Gebirge, variiert die Anziehungskraft. Das „spüren“ die beiden
Satelliten des GRACE-Duos, die in etwa 500 km Höhe und mit etwa 200 km
Abstand hintereinander herfliegen. Je stärker die Gravitation ist, also je
mehr Masse unter den Satelliten ist, desto mehr wird der voranfliegende
Satellit beim Überflug von ihr angezogen. Dadurch beschleunigt er und
entfernt sich vom nachfolgenden Satelliten. Der hinterher fliegende
Satellit wird erst später von dieser Gravitation beschleunigt, sodass sich
die Satelliten wieder annähern.  Diese minimalen Veränderungen im
gegenseitigen Abstand werden kontinuierlich über jeden Umlauf um die Erde
gemessen – bei GRACE-C mit einer Genauigkeit von 200 bis 300 Picometern,
dem Durchmesser eines Atoms. Auf diese Weise beobachten die Satelliten
indirekt das Schwerefeld der Erde.

Das Ursprungsduo GRACE, das 2002 gestartet war und bis 2017 flog, nutzte
noch etwas weniger genaue Mikrowellen zur Abstandsmessung. 2018 startete
GRACE Follow-On mit einem Technologiedemonstrator vom Max-Planck-Institut
für Gravitationsphysik. Dieses Laser-Ranging-Interferometer (LRI) misst
parallel zur weiterlaufenden Mikrowellenmessung und bewies in den letzten
Jahren eindrucksvoll seine Präzision. GRACE-C (C steht für Continuity)
soll Ende 2028 starten und die einzigartige Zeitreihe fortführen. Das Duo
der dritten Generation wird dann nur noch mittels LRI messen.

„Unschätzbar wertvolle Datenreihe“

Susanne Buiter, die wissenschaftliche Vorständin des GFZ, sagt: „Die
Pionierarbeit von NASA, GFZ, MPG und DLR trägt reiche Früchte. Tausende
wissenschaftliche Publikationen und wertvolle Erkenntnisse basieren auf
den Daten der GRACE-Missionen. Aus einem Experiment mit ungewissem Ausgang
ist eine wissenschaftliche Erfolgsgeschichte geworden, auf die wir stolz
sein können. Die mit den Schwerefeldmissionen ermittelte Messgröße TWS,
das steht in Englisch für ‚Terrestrial Water Storage‘, also die
terrestrische Gesamtwasserspeicherung, ist eine der essenziellen
Klimavariablen. Umso wichtiger ist es, die Zeitreihe mindestens über eine
gesamte Klimaperiode von dreißig Jahren fortzusetzen.“

„Die Mission GRACE-C wird diese unschätzbar wertvolle Datenreihe
fortsetzen, die zu den Grundlagen für die Berichte des Weltklimarates
gehört“, betont Walther Pelzer, Vorstandsmitglied des DLR und
Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR in Bonn. „Gemeinsam
mit der NASA gehen wir nun den GRACE-Weg in der Erdbeobachtung weiter und
stärken damit unsere internationalen Kooperationen in der Raumfahrt. Die
USA und Deutschland arbeiten seit langem eng bei der Klima- und
Umweltforschung aus dem All zusammen. Das Vertrauen, das unsere US-
amerikanischen Partner bei diesen Missionen mit der Beauftragung des
Satellitenbaus und der Lieferung von wichtigen Teilen des
GRACE-C-Instrumentes sowie der Missionskontrolle in deutsches Raumfahrt-
Know-how setzen, ist auch ein Zeichen für die Leistungsfähigkeit des
Raumfahrtstandorts Deutschland“, unterstreicht Walther Pelzer.

GRACE-C – NASA verlässt sich auf deutsche Raumfahrtexpertise

Gebaut werden die beiden Satelliten zum dritten Mal nach GRACE und GRACE-
FO im Auftrag des NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) bei Airbus in
Friedrichshafen. Herzstück der GRACE-C-Mission ist dabei die präzise
Abstandsmessung zwischen den beiden Satelliten. Wichtige optische Bauteile
des Laser Ranging Interferometers (LRI) kommen von der Firma SpaceTech
GmbH in Immenstaad am Bodensee. Deren Ingenieur:innen werden dabei vom
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut; AEI)
in Hannover unterstützt. Das AEI überwacht auch die technischen Funktionen
des LRI in der Betriebsphase.

GRACE-C – deutsch-amerikanische Mission unter DLR-Steuerung

Nach dem Start der beiden GRACE-C-Satelliten an Bord einer Falcon-9-Rakete
des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX voraussichtlich Ende 2028 werden sie
in rund 500 Kilometern Höhe ausgesetzt. Wenige Minuten später soll bereits
die erste Kontaktaufnahme mit einer Bodenstation stattfinden. Wie bereits
bei GRACE und GRACE-FO werden auch die beiden GRACE-C Satelliten nach dem
Start durch das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum im DLR (GOSC) in
Oberpfaffenhofen gesteuert. Wie bei GRACE-FO wird der Empfang der Daten
primär über die Satellitenempfangsstation des GFZ in Ny Ålesund auf
Spitzbergen erfolgen.

Das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ wird, wie bei den beiden
Vorgängermissionen, für den Aufbau und Betrieb des sogenannten Science
Data Systems (SDS) auf deutscher Seite zuständig sein.

Das GFZ betreibt das Informationsportal www.globalwaterstorage.info, auf
dem sich Messprinzip, ausgewählte Karten, Grafiken und Blog-Artikel mit
Hintergrundinformationen finden lassen und das Gravity Information System,
wo bereits vollständig aufbereitete Informationen über Massentransporte
visualisiert und für zahlreiche geowissenschaftliche Analysen bereit
gestellt werden.

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Hintergrund zu GRACE-C: Erfolgreiche Missionsreihe zur Beobachtung unserer
Umwelt wird fortgesetzt

Die GRACE-C-Mission ist eine gemeinsame Mission der US-Raumfahrtbehörde
NASA und der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrums für Luft-
und Raumfahrt (DLR), die auch den deutschen Beitrag mit Mitteln des
Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und des
Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) leitet. Dies wird
durch Beiträge der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF) und der Max-Planck-
Gesellschaft (MPG) auf deutscher Seite unterstützt.
Das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) wird dabei für die
wissenschaftliche Auswertung der Missionsdaten und das Max-Planck-Institut
für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) gemeinsam mit der Firma
SpaceTech GmbH in Immenstaad für die Entwicklung und den Bau der
laserbasierten Abstandsmessung zwischen dem GRACE-Satellitenpaar zuständig
sein. Die GRACE-C-„Zwillinge“ werden – wie auch schon die
Vorgängermissionen GRACE und GRACE-FO – von Airbus in Friedrichshafen  im
Auftrag der NASA gebaut. GRACE-C soll im Jahr 2028 an Bord einer
Falcon-9-Rakete des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX starten.

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HTW Berlin erfolgreich bei DATI-Pilotprojekten

Gesprayter Schriftzug
Gesprayter Schriftzug "Frisches Denken" am Campus Wilhelminenhof der HTW Berlin Anja Schuster HTW Berlin

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat aus rund 3.000
eingereichten Skizzen 300 Transfer- und Innovationsprojekte ausgewählt,
darunter vier Projekte der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
(HTW Berlin). Zusammen mit externen Partnern arbeiten die Projektteams an
KI-gestützter Analyse-Software antidemokratischer Bewegungen online, einem
KI-Rechtsberatungsassistenten, der Verbesserung von Pflege und dem Einsatz
von Augmented Reality (AR) für die Stadtentwicklung.

„In der neuartigen Transfer-Förderung des BMBF, dem DATI-Piloten
Innovationssprints, konnte sich die HTW Berlin mit vier Projekten
behaupten und ist damit gemeinsam mit der TU Berlin Spitzenreiterin in
Berlin. Das ist ein großer Erfolg für die HTW Berlin, die sich als
Hochschule für angewandte Wissenschaften dem Transfer besonders
verschrieben hat. Mein Dank gilt den engagierten Kolleg*innen und ihren
tollen Projektideen, durch die sie an der Transformation von Wirtschaft
und Gesellschaft mitwirken“, sagt Prof. Dr. Stefanie Molthagen-Schnöring,
Vizepräsidentin für Forschung, Transfer und Wissenschaftskommunikation an
der HTW Berlin.

Die geförderten Projekte „Analyse- und Recherche-Software zur KI-
gestützten Analyse antidemokratischer Bewegungen online (ARAI) “,
„CareMoRe – Pflege verbessern und Selbständigkeit wiederherstellen durch
Rehabilitation und Motivation“, „JUDGE-KI – Juristische Unterstützung
durch Generative Künstliche Intelligenz“ und „AR-gestützte Partizipation
in der Stadtentwicklung erproben (ARPAS)“ spiegeln die große Bandbreite
der an der HTW Berlin praktizierten Forschung zu technologischen wie auch
sozialen Innovationen wider.

ARAI – KI-Unterstützung für die Zivilgesellschaft

Zivilgesellschaftliche Akteur*innen stehen vor der Herausforderung, die
wachsende Menge an Online-Inhalten demokratiefeindlicher Bewegungen zu
erfassen und zu analysieren. Verschwörungstheorien stellen hierbei eine
besondere Herausforderung dar. „In Zusammenarbeit mit dem Praxispartner
democ e. V. entwickeln wir eine KI-gestützte Open Source Technologie, die
nicht nur Texte, sondern auch Bild und Ton auf Telegram durchsuchen kann.
Ein wichtiger Aspekt unseres Projekts: Wir begreifen Nutzer*innen als
aktive Mit-Entwickelnde der Technologie“, erläutert Projektleiterin Prof.
Dr. Helena Mihaljević. Das Team erprobe Konzepte, um die
Zivilgesellschaft, angewandte KI-Forschung und die Open Source Community
zusammenzubringen.

CareMoRe - Pflege verbessern ohne Mehrkosten

„Rehabilitation darf kein Privileg jüngerer Menschen sein. Ältere und
pflegebedürftige Menschen brauchen sie, um selbständig zu bleiben. Leider
bezahlt das Gesundheitssystem das nicht“, erklärt Projektleiter Prof. Dr.
Heckelmann die Idee hinter CareMoRe. Projektpartner sind die domino-
coaching Stiftung und die Alice-Salomon-Hochschule (ASH Berlin). Das
Besondere: Das Team evaluiert mit dem domino-coaching™ aufwandsneutrale
Methoden zur Rehabilitation, die den Pflegebedürftigen ihre
Selbständigkeit zurückgeben. Pflegeheime sollen mit dem Konzept ihre
Pflege verbessern können, ohne dass ihnen Mehrkosten entstehen.

JUDGE-KI – Juristische Unterstützung durch KI

Sozial benachteiligte Menschen haben oft keinen Zugang zu Rechtsrat.
Ursachen sind zum Beispiel Sprachbarrieren, Ängste oder fehlende
finanzielle Mittel. „Wir bauen einen KI-basierten Rechtsberatungs-
Assistenten für jedermann. Damit erhalten Menschen Antworten auf Fragen
etwa zum Miet- oder Arbeitsrecht und niedrigschwellige Hilfe bei
Rechtsstreitigkeiten. Unser Team vereint juristische, Social
Entrepreneurship- und KI-Expertise“, so Prof. Dr. Heckelmann, der neben
CareMoRe auch dieses Projekt leitet. Teil des Teams ist außerdem Dr.
Stefan Flemming, Kooperationspartner ist die Axotek GmbH.

AR-gestützte Partizipation in der Stadtentwicklung erproben (ARPAS)

Das Projekt wird geleitet vom Verein Liquid Democracy e. V., der unter
anderem die Seite mein.berlin.de für den Berliner Senat betreibt. „Es geht
darum, eine bestehende Partizipationsplattform um WebXR-Technologien zu
erweitern und somit Augmented-Reality-fähig zu machen. Dadurch soll die
Plattform attraktiver und inklusiver werden“, erklärt Prof. Dr. Johann
Habakuk Israel, der zusammen mit Christoph Holtmann Projektpartner ist.

Über die Innovationssprints

Die Innovationssprints sind Transfer- und Innovationsprojekte, für die das
BMBF jeweils zwischen 150.000 und 330.000 Euro zur Verfügung stellt. Es
handelt sich um eine Vorläufer-Aktivität der Deutschen Agentur für
Transfer und Innovation (DATI), die das BMBF als neue Einrichtung für die
Kooperation von Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft noch in diesem
Jahr gründen will. Rund 3.000 Projektideen wurden für die themenoffene und
auf technologische wie soziale Innovationen gleichermaßen ausgerichtete
Förderrichtlinie DATIpilot eingereicht. In einer Roadshow stellten knapp
600 Einzelpersonen und Teams ihre Ideen in fünfminütigen Pitches vor.
Insgesamt wurden während der Roadshow per Teilnehmendenvoting 153 Projekte
zur Förderung ausgewählt. Wer hierbei nicht zum Zuge kam, erhielt bei
einem Losverfahren eine zweite Chance auf Förderung. Dabei wurden weitere
147 Projekte identifiziert, die eine Förderung bekommen.

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Korallenforschende erhalten EXIST-Gründungsförderung

Eine drei Monate alte Steinkoralle (Acropora millepora) im Aquarium  Samuel Nietzer
Eine drei Monate alte Steinkoralle (Acropora millepora) im Aquarium Samuel Nietzer

Das Start-up SciReef will nachhaltige Korallenzucht wirtschaftlich
rentabel machen und Wildkorallen besser schützen. Entstanden ist das
Vorhaben aus der Forschungstätigkeit von Dr. Samuel Nietzer und Dr. Mareen
Möller in der Arbeitsgruppe Umweltbiochemie am Wilhelmshavener Standort
des Instituts für Chemie und Biologie des Meeres der Universität
Oldenburg. SciReef erhält eine „EXIST-Forschungstransfer“-Förderung des
Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) sowie des
Europäischen Sozialfonds (ESF Plus) in Höhe von insgesamt rund 920.000
Euro.

Korallen auf sexuelle Weise zu züchten, den Korallenhandel nachhaltiger zu
machen und so einen Beitrag zum Schutz der Korallenriffe zu leisten: Das
sind die Ziele des Start-ups SciReef, das aus einem
Forschungstransferprojekt hervorgehen wird. Entstanden ist das Vorhaben
aus der Forschungstätigkeit von Dr. Samuel Nietzer und Dr. Mareen Möller
in der Arbeitsgruppe Umweltbiochemie am Wilhelmshavener Standort des
Instituts für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität
Oldenburg. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und
der Europäische Sozialfonds (ESF Plus) unterstützen die innovative
Unternehmensgründung in den kommenden zwei Jahren mit einer „EXIST-
Forschungstransfer“-Förderung in Höhe von insgesamt rund 920.000 Euro. Als
wissenschaftlicher Mentor begleitet Prof. Dr. Peter Schupp, Professor für
Umweltbiochemie am ICBM, das Start-up. Unterstützung erhält es auch vom
Gründungs- und Innovationszentrum (GIZ) der Universität. Die Forschenden
kooperieren zudem mit der Tropic Marin AG aus Hünenberg (Schweiz).

„Wir freuen uns sehr über die Förderung und hoffen, ein zukunftsfähiges
Unternehmen aufbauen zu können, das einen Beitrag zum Schutz wildlebender
Korallen leisten wird“, sagt Nietzer, der künftige Geschäftsführer von
SciReef. Neben den Personalmitteln für die drei wissenschaftlichen
Mitarbeitenden und eine kaufmännische Angestellte enthält die Förderung
rund 250.000 Euro für Sachmittel wie Chemikalien, Geräte und
Verbrauchsmittel. Mit dem EXIST-Programm fördert das BMWK innovative,
nachhaltige und technisch risikoreiche Ausgründungen an Universitäten und
anderen Forschungseinrichtungen.

Das Ziel von SciReef ist es, Steinkorallen auf natürliche Weise
geschlechtlich zu vermehren und die Jungkorallen in Aquarien aufzuziehen.
Dies ist bislang auf kommerzieller Ebene nicht möglich, sodass der Handel
aktuell noch von Fragmentierung und Wildentnahmen abhängig ist, was lokal
ein Problem für Riffe darstellen kann. Gelingt das Vorhaben, könnte der
globale Korallenhandel ökologisch deutlich nachhaltiger und unabhängiger
von Wildentnahmen werden. Um die Riffe zu schützen, haben viele Staaten
zudem inzwischen Exportbeschränkungen erlassen, die zusammen mit den
gestiegenen Logistikpreisen den Korallenhandel deutlich verteuern.
Weiterer Vorteil der sexuellen Vermehrung ist es, dass Korallen mit
bestimmten Eigenschaften gezüchtet werden können – etwa neue
Farbvarianten, die in der Natur nicht vorkommen.

Die Forschenden werden dabei auf den von ihnen erarbeiteten Grundlagen
aufbauen. Einige Jahre zuvor war es dem Team deutschlandweit erstmals
gelungen, Steinkorallen im Labor geschlechtlich zu vermehren. Diese
Jungkorallen sind gegenüber Aquarienbedingungen deutlich
widerstandsfähiger als solche, die bei der bisher gängigen Methode der
Fragmentierung – dem Zerteilen einer großen Koralle in mehrere kleinere –
erzeugt werden.

Ein kritischer Punkt der von SciReef angestrebten neuen Produktionsmethode
ist, die Ansiedlung der freischwimmenden Korallenlarven auf einem festen
Untergrund zu verbessern. Die Expert*innen wollen dafür chemische
Verbindungen nutzen, die die Ansiedlung der Larven auf speziellen
künstlichen Substraten auslösen. Eine solche Verbindung wurde von der
Arbeitsgruppe Umweltbiochemie in den letzten 15 Jahren isoliert und
identifiziert.

Ebenso entscheidend wird es sein, die weitere Aufzucht der sehr
empfindlichen Korallen zu verbessern. Dazu optimiert SciReef etwa das
Futter, die Beleuchtung sowie die Wasserchemie in den Aquarien und beimpft
die Jungkorallen mit speziellen Mikroalgen, um die Überlebensraten zu
verbessern.

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Uniklinikum setzt auf KI-basierte Software in der Mammographie

Die KI-basierte Software wertet die Bildaufnahme der Brust automatisch aus und ordnet sie einer von drei Risikokategorien zu.  Screenshot: Transpara
Die KI-basierte Software wertet die Bildaufnahme der Brust automatisch aus und ordnet sie einer von drei Risikokategorien zu. Screenshot: Transpara

Eine neue Software unterstützt Medizinerinnen und Mediziner, Brustkrebs im
frühen Stadium zu entdecken. // Die KI-basierte Mammographie steht allen
Patientinnen zur Verfügung und erhöht ihre Überlebenschance.

Am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden werden
Brustkrebspatientinnen bzw. Frauen, die ein erhöhtes Risiko haben, daran
zu erkranken, mithilfe einer Software untersucht, die – unterstützt von
Künstlicher Intelligenz (KI) – eine Diagnose bereits in sehr frühen
Stadien des Krebses ermöglicht. Das Computerprogramm ist zusätzlich zu der
Expertise der Radiologinnen und Radiologen ein weiteres Mittel, einen
Tumor möglichst schnell zu erkennen. Studien haben gezeigt, dass die KI-
basierte Software kleinste Knoten und Kalkgruppen, die Vorstufen einer
Krebserkrankung sein können, mit bereits vorhandenen Daten von mehr als
fünf Millionen Aufnahmen abgleicht und so eine noch zeitigere Befundung
möglich macht. Das erhöht die Chance auf Genesung bei Krebsdiagnose und so
die Anzahl der Frauen, die eine Brustkrebserkrankung überleben. „Die
Untersuchung mithilfe Künstlicher Intelligenz gibt zusätzlich Sicherheit
und wird sich künftig zum Standard in der Diagnostik entwickeln. Die
Hochschulmedizin Dresden setzt damit erneut Akzente, was moderne,
zukunftsgewandte Therapien und Diagnostik betrifft. Nun ist es unsere
Aufgabe, die Anwendung in der Praxis in den kommenden Jahren weiter zu
evaluieren“, sagt Prof. Michael Albrecht, Medizinischer Vorstand am
Uniklinikum.

Künstliche Intelligenz ist aus der heutigen Medizin nicht mehr
wegzudenken. In vielen Bereichen erleichtert KI-basierte Software die
Diagnose, macht diese frühzeitiger möglich und präsentiert schneller
Untersuchungsergebnisse. Diese Möglichkeiten nutzen nun auch die
Radiologinnen und Radiologen am Universitätsklinikum Dresden und setzen
seit November vergangenen Jahres als erste Einrichtung in der Region
Dresden die Software Transpara bei der Mammographie-Untersuchung ein.
Damit ist eine noch frühere Erkennung von Brustkrebs unterschiedlicher
Arten möglich. Brustkrebs, das sogenannte Mammakarzinom, ist die häufigste
bösartige Krebserkrankung der Frau mit derzeit knapp 70.000
Neuerkrankungen pro Jahr in Deutschland. Bei rund jeder achten Frau wird
diese Krankheit im Laufe ihres Lebens diagnostiziert. „Transpara stellt
Radiologinnen und Radiologen ein „zweites Paar Augen zur Verfügung“,
erklärt Prof. Ralf-Thorsten Hoffmann, Leiter am Institut und Poliklinik
für Diagnostische und Interventionelle Radiologie. „Damit wird die
Lesegenauigkeit in der Mammographie weiter verbessert.“ Entwickelt wurde
die Brustbildgebungs-KI vom Technologieunternehmen ScreenPoint Medical,
das diese mit Daten von mehr als fünf Millionen Mammographien, die in den
USA und in Europa aufgenommen wurden, „fütterte“. In der Zusammenarbeit
mit Mammadiagnostikerinnen und -diagnostikern sollen die klinisch
erprobten Deep-Learning-Algorithmen auch zukünftig kontinuierlich weiter
verbessert werden. Neben einer schnelleren und frühzeitigen
Brustkrebserkennung ist es zudem Ziel, falsche Befunde zu minimieren sowie
die unterschiedliche Brustdichte der Frauen noch intensiver zu
berücksichtigen.

„Bislang erzielt ein Radiologe mit Software ähnliche Ergebnisse wie das
Vier-Augen-Prinzip zweier Radiologinnen und Radiologen“, sagt Oberärztin
Dr. Sophia Blum, Bereichsleiterin Mammographie. Sie arbeitet seit November
mit der neuartigen Technologie. So entdecke die KI Studien zufolge bei
sechs von 1.000 Frauen ein Karzinom. Im Vier-Augen-Prinzip sind es fünf
von 1.000 Frauen. An einem Bildschirm checkt Dr. Sophia Blum die
Mammographie-Bilder der Patientin, während Transpara zeitgleich die
Aufnahmen auswertet und anschließend in eine von drei Kategorien einteilt.
„L“ wie Low bedeutet ein geringes Risiko, „I“ wie Intermediate ein
mittleres und „E“ wie Elevated ein erhöhtes Risiko für einen Krebsbefall
der Brust. „In 90 Prozent der Fälle ist der entdeckte Herd dann auch
wirklich ein Karzinom.“ Die entsprechenden Stellen werden von der Software
im Bild genau markiert.

KI ist kein Ersatz für Kontakt mit Ärztinnen und Ärzten

Ein weiterer Vorteil der KI-basierten Software: In Zeiten des immer
gravierender werdenden Fachkräftemangels spart sie Zeit und damit auch
personelle Ressourcen. Dennoch bleibt am Ende jeder Untersuchung das Vier-
Augen-Prinzip bestehen – das ist in Brustzentren obligat. „Die Software
ersetzt keineswegs den Kontakt zu den Patientinnen. Ärztinnen und Ärzte
bleiben in jedem Fall Ansprechpartner“, betont Dr. Sophia Blum. Bislang
wurde der zusätzliche Check durch die Künstliche Intelligenz jedoch
durchweg von allen Frauen positiv aufgenommen. „Das Vertrauen in diese
Technologie ist da und gibt noch mehr Sicherheit, dass bei der
Untersuchung nichts übersehen wurde.“
Sollte ein Mammakarzinom diagnostiziert werden, haben die Frauen – und
selten auch Männer – aufgrund von ganz individuell auf die Krebsart
zugeschnittenen Therapien am zertifizierten onkologischen Spitzenzentrum
des Uniklinikums eine höhere Chance, die Krebserkrankung zu überleben. Pro
Jahr behandelt das interdisziplinäre Team des Brustzentrums über 700 neu
an Brustkrebs erkrankte Betroffene.

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