Die nächste Generation der personalisierten Diagnostik mit KI und NMR (Deep Health)

Im Rahmen dieses Vorhabens werden die Kernspinresonanz (NMR) und die neuesten Fortschritte der künstlichen Intelligenz (KI) kombiniert, um auf Basis von individuellen Stoffwechselprofilen aus Blutproben Gesundheitszustände und Krankheitsrisiken zu identifizieren. Ziel ist es, dadurch eine personalisierte, präzisere und vorausschauende Gesundheitsversorgung zu ermöglichen.

Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Entwicklung eines KI-Basismodells (engl. AI-Foundation Model), das die komplexen Muster und Strukturen von NMR-Spektren versteht, ähnlich zum Sprachverständnis von ChatGPT. Um dies zu erreichen, wird das Basismodell zunächst mit einer großen Menge an nicht-gelabelten NMR-Daten – also reinen NMR-Spektren ohne Metadaten – trainiert. Durch diese Herangehensweise soll das Modell in der Lage sein, grundlegende spektrale Muster zu erkennen, ohne dass es auf spezielle Annotationen angewiesen ist.

Anschließend erfolgt ein sogenanntes Fine-tuning, bei dem das Modell gezielt für spezifische Aufgaben nachtrainiert wird. Dies könnte beispielsweise die Quantifizierung von Substanzen in Blutproben umfassen oder die Extraktion von Gesundheitsinformationen direkt aus NMR-Spektren ermöglichen. Damit eröffnet das KI-Basismodell vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Gesundheitsmonitoring, welche die heutigen technischen Möglichkeiten signifikant erweitern und gleichzeitig neue Standards in der personalisierten Medizin setzen können.