Joint Imaging Platform for Federated Clinical Data Analytics

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Jonas Scherer - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Marco Nolden - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Jens Kleesiek - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Jasmin Metzger - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Klaus Kades - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Verena Schneider - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Michael Bach - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Oliver Sedlaczek - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Andreas M Bucher - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Thomas J Vogl - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Frank Grünwald - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Jens-Peter Kühn - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (Partner: DKTK, DKFZ), Institut und Poliklinik für diagnostische und interventionelle Radiologie, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden (Autor:in)
  • Ralf-Thorsten Hoffmann - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (Partner: DKTK, DKFZ), Institut und Poliklinik für diagnostische und interventionelle Radiologie, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden (Autor:in)
  • Jörg Kotzerke - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (Partner: DKTK, DKFZ), Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden (Autor:in)
  • Oliver Bethge - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Lars Schimmöller - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Gerald Antoch - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Hans-Wilhelm Müller - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Andreas Daul - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Konstantin Nikolaou - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Christian la Fougère - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Wolfgang G Kunz - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Michael Ingrisch - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Balthasar Schachtner - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Jens Ricke - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Peter Bartenstein - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Felix Nensa - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Alexander Radbruch - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Lale Umutlu - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Michael Forsting - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Robert Seifert - , Universitätsklinikum Essen (Autor:in)
  • Ken Herrmann - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Philipp Mayer - , Universitätsklinikum Heidelberg (Autor:in)
  • Hans-Ulrich Kauczor - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Tobias Penzkofer - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Bernd Hamm - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Winfried Brenner - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Roman Kloeckner - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Christoph Düber - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Mathias Schreckenberger - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Rickmer Braren - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Georgios Kaissis - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Marcus Makowski - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Matthias Eiber - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Andrei Gafita - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Rupert Trager - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Wolfgang A. Weber - , Klinikum Rechts der Isar (MRI TUM), Technische Universität München (Autor:in)
  • Jakob Neubauer - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Marco Reisert - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Michael Bock - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Fabian Bamberg - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Jürgen Hennig - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Philipp Tobias Meyer - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (Partner: DKTK, DKFZ), Universitätsklinikum Freiburg (Autor:in)
  • Juri Ruf - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Uwe Haberkorn - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Stefan O Schoenberg - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Tristan Kuder - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) - Dresden (Autor:in)
  • Peter Neher - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Ralf Floca - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Heinz-Peter Schlemmer - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Klaus Maier-Hein - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)

Abstract

PURPOSE: Image analysis is one of the most promising applications of artificial intelligence (AI) in health care, potentially improving prediction, diagnosis, and treatment of diseases. Although scientific advances in this area critically depend on the accessibility of large-volume and high-quality data, sharing data between institutions faces various ethical and legal constraints as well as organizational and technical obstacles.

METHODS: The Joint Imaging Platform (JIP) of the German Cancer Consortium (DKTK) addresses these issues by providing federated data analysis technology in a secure and compliant way. Using the JIP, medical image data remain in the originator institutions, but analysis and AI algorithms are shared and jointly used. Common standards and interfaces to local systems ensure permanent data sovereignty of participating institutions.

RESULTS: The JIP is established in the radiology and nuclear medicine departments of 10 university hospitals in Germany (DKTK partner sites). In multiple complementary use cases, we show that the platform fulfills all relevant requirements to serve as a foundation for multicenter medical imaging trials and research on large cohorts, including the harmonization and integration of data, interactive analysis, automatic analysis, federated machine learning, and extensibility and maintenance processes, which are elementary for the sustainability of such a platform.

CONCLUSION: The results demonstrate the feasibility of using the JIP as a federated data analytics platform in heterogeneous clinical information technology and software landscapes, solving an important bottleneck for the application of AI to large-scale clinical imaging data.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)1027-1038
Seitenumfang12
Fachzeitschrift JCO clinical cancer informatics : an American Society of Clinical Oncology journal
Jahrgang4
PublikationsstatusVeröffentlicht - Nov. 2020
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMedCentral PMC7713526
Scopus 85095960057
ORCID /0000-0002-6349-4007/work/146642435

Schlagworte

Ziele für nachhaltige Entwicklung

Schlagwörter

  • Artificial Intelligence, Data Science, Delivery of Health Care, Germany, Humans, Radiology

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