Schmerzen im unteren Rücken werden mit KI behandelt

BARCELONA (EFE).— Ein internationales Forschungskonsortium unter der Leitung der Universität Pompeu Fabra (UPF) in Spanien hat innovative Techniken auf Basis künstlicher Intelligenz (KI) entwickelt, um Wirbelsäulendegeneration zu erkennen und zu behandeln, die als eine der Hauptursachen für Schmerzen im unteren Rückenbereich gilt.

Das Projekt mit dem Namen Disc4All begann im November 2020 und wurde vor Kurzem mit Unterstützung der Europäischen Kommission im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen (MSCA) abgeschlossen.

„Wir entwickeln KI- und Computersimulationstools, die es uns ermöglichen, klinische Diagnosen präziser zu gestalten“, sagte Jérôme Noailly, Leiter der Abteilung für Biomechanik und Mechanobiologie an der UPF.

Die vom Team entwickelten rechnergestützten und biomechanischen Modelle ermöglichen eine genauere Erkennung der Ursachen von Wirbelsäulendegeneration und die Entwicklung personalisierter Behandlungen. „Es ist ein bisschen so, als würden Astronomen weit entfernte Phänomene beschreiben, ohne sie tatsächlich zu sehen; sie verwenden komplexe Modelle, und genau das tun wir hier“, erklärte Noailly.

Vereinigung der Disziplinen

Die Forschung brachte Experten aus Informatik, Biologie, Biomechanik und Medizin aus acht europäischen Ländern zusammen und koordinierte 15 Doktorandenprojekte. „Diese außergewöhnliche Integration der Disziplinen ermöglichte die Entwicklung maßgeschneiderter Vorhersagemodelle für klinische Anforderungen“, ergänzte der Projektleiter.

KI ermöglichte die Verarbeitung komplexer Daten aus medizinischen Tests, Laborversuchen und Computersimulationen. „Wir konnten objektive Risikofaktoren sowie psychologische und demografische Daten identifizieren, die Rückenschmerzen beeinflussen können“, erklärte Noailly.

Zu den erzielten Fortschritten gehört die Identifizierung potenzieller schmerzbezogener Biomarker, die bisher klinisch nicht analysiert wurden. „Bandscheiben wurden zudem mathematisch modelliert, um biologische pathologische Veränderungen abzubilden“, heißt es in dem auf der Cordis-Plattform der Europäischen Union veröffentlichten Bericht.

Ziel ist es nun, diese Technologien in den Krankenhausalltag zu bringen. „Diese Modelle können MRT-Ergebnisse verbessern und klinische Informationen über Faktoren erweitern, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer messbar sind“, so der Forscher der Universität Pompeu Fabra.

Zwölf begünstigte Institutionen und acht Partnerorganisationen nahmen teil, darunter das Barcelona Supercomputing Center, das King's College London, die Universität Sheffield, die Universität Lüttich und das Rochester Institute of Technology. Die kooperierenden Organisationen kommen aus Spanien, Großbritannien, Italien, Belgien, der Schweiz, Griechenland, Finnland und den USA.

Auf einen Blick

Schmerzen im unteren Rücken

Dies ist die Haupterkrankung, mit der sich das Disc4All-Konsortium befasst. Dabei kommen computergestützte Vorhersagemodelle zum Einsatz, die die Erkennung biomechanischer und biologischer Faktoren ermöglichen, die an der Degeneration der Wirbelsäule beteiligt sind.

Simulation

Das von europäischen Forschern entwickelte Tool kombiniert künstliche Intelligenz mit Biomechanik, um den Verschleiß der Bandscheiben mathematisch darzustellen und klinische Risiken bei Patienten vorherzusagen.

Internationale Zusammenarbeit

Disc4All brachte Wissenschaftler, Universitäten und medizinische Zentren aus acht Ländern zusammen, um interdisziplinäre Lösungen mithilfe künstlicher Intelligenz zur Behandlung chronischer Rückenschmerzen zu entwickeln.