deepeye: KI schützt vor Erblinden
"Altersbedingte Makuladegeneration" ist ein Zungenbrecher. Doch hinter AMD steht eine schwere und häufig auftretende Augenkrankheit, die besonders bei älteren Menschen im Extremfall zur Blindheit führen kann. Ein Forschungsprojekt wird nun zum Start-Up. deepeye entwickelt eine Software auf Basis von Künstlicher Intelligenz, die treffsicher eine Therapieentscheidung unterstützt. Sie kann aber wesentlich mehr: eine Prognose über die weitere Entwicklung von AMD erstellen und effektive Therapiepläne als Unterstützung für Augenärzte entwerfen. Das erhöht die Chance für Erkrankte, seltener eine Behandlung über sich ergehen lassen müssen. Derzeit erleiden sie meist in Monatsabständen die Tortur einer Spritze ins Auge.
14. Januar 2022 - Von Rüdiger Köhn, München
Es reicht ein kariertes Blatt Papier Din A4, in der Mitte ist ein Punkt gezeichnet. In 30 bis 40 Zentimeter Abstand blickt man einmal mit dem linken Auge (das rechte verdeckt) auf den Punkt, das gleiche dann umgekehrt. Ist der Punkt nicht zu sehen oder gibt es Löcher, einen grauen Schleier um den Punkt, sind Stellen verschwommen oder dunkel, die quadratischen Kästchen unterschiedlich groß, die Linien verbogen oder verzerrt? Dann hat dieser „Amsler-Gitter-Test“ zur Früherkennung einer Netzhauterkrankung einen positiven Befund gebracht, sollte man den Augenarzt aufsuchen.
Mit diesem simplen Test ist ziemlich sicher eine Altersbedingte Makuladegeneration (AMD) diagnostiziert worden. Sie beginnt schleichend. Im fortgeschrittenen Stadium mag man im äußeren Blickfeld noch hell und dunkel unterscheiden. Im Zentrum ist dann aber schon nichts mehr zu erkennen. Der Sehverlust mündet im Extremfall in Blindheit.
„Für diese Erkenntnis allein braucht es sicherlich keine Künstliche Intelligenz“, sagt Manuel Opitz. „Aber sie hilft, eine Prognose für die weitere Entwicklung der Krankheit zu erstellen und die Gefahr des Verlustes im Sehvermögen einzuschätzen." Mehr noch: "KI kann eine Antwort auf die Frage geben, wie AMD zu behandeln ist.“ Das sagt der Vorstandsvorsitzende der am 1. Oktober 2021 gegründeten deepeye Medical GmbH. Das MedTech-Unternehmen mit Sitz in München ist angetreten, um die Augenheilkunde zu „revolutionieren“, wie er es anspruchsvoll formuliert.
Die deepeye-Vorstände Ratko Petrovic (links) und Manuel Opitz Fotos deepeye
Es geht nicht um teure Apparate-Medizin, sondern um ein virtuelles Beratungsprodukt. Es soll in bestehende digitale medizinische Bild- und Datensysteme (PACS - Picture Archive and Communication System) als Plug-In integriert sowie als Online-Service (Software as a Service, SaaS) angeboten werden. Für den Arzt steht eine wichtige Entscheidungshilfe zur Verfügung, um eine individuelle Therapieplanung für den Patienten auf Basis von Algorithmen zu erstellen. „Das kann man als Augenarzt alleine nicht mehr leisten, da eine Fülle von Informationen ausgewertet werden muss“, sagt Opitz. Sämtliche, über die bisherige Krankheitsphase gemachten Aufnahmen von der sich verändernden Netzhaut müsste er anschauen, um den Krankheitsverlauf zu beurteilen. „Das kostet unheimlich viel Zeit.“
Jeder Dritte potenziell gefährdet
Rund 7,5 Millionen Deutsche sind an der trockenen und der feuchten AMD als die wesentlich gefährlichere Variante erkrankt. „Jeder Dritte in der Bevölkerung in Deutschland ist potenziell gefährdet“, sagt Opitz. Der Befund von AMD ist in der deepeye-Software noch der einfachere Teil. Wobei die Münchner hier anderen herkömmlichen Bilderfassungen voraus sind. Denn die Treffsicherheit der Diagnose ist deutlich höher, da sie auf Basis einer dreidimensionalen Augentomographie (Optical Coherence Tomography, OCT) erfolgt. Normalerweise wird AMD über zweidimensionale Bildverfahren erfasst.
Mit dem massenhaften Sammeln von Informationen vieler AMD-Patienten schaffen die deepeye-Softwareexperten die Grundlage, dass KI Handlungsoptionen ableiten kann. Mit Hilfe von Tausenden Netzhaut-Scans habe der Algorithmus bereits gelernt, die Krankheit, den Schweregrad und - das ist das Neue - den weiteren Krankheitsverlauf einzuschätzen und genauer zu prognostizieren, sagt Opitz. „Eine Zweitmeinung von deepeye untertsützt die Erstmeinung des Arztes oder bietet Handlungsalternativen an.“ Das Risiko von Fehlbehandlungen vermindert sich deutlich. Der Prozess der Therapieplanung beschleunigt sich. Ein konkreter Therapieplan lässt sich dank der Prognosen erstellen.
Manuel Opitz, Maschinenbauingenieur von der RWTH Aachen, 35 Jahre, ist Chef von deepeye, aber nicht Gründer; wie Technologievorstand Ratko Petrovich, 48 Jahre, der Elektrotechnik sowie Computerwissenschaften studiert hat und Spezialist in Sachen KI in der Medizin ist. deepeye ist aus einem Forschungsprojekt von Westphalia DataLab (WDL) aus Münster hervorgegangen.
WDL entwickelt Geschäftsmodelle und Plattformen auf Basis von Künstlicher Intelligenz insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen (siehe auch: „Westphalia DataLab: Demokratie für KI“ vom 13. Dezember 2021). Die Westfalen trieben das Vorhaben deepeye mit Professoren des Augenzentrums St. Franziskus-Hospital in Münster und in Zusammenarbeit mit dem Pharamakonzern Novartis voran. Da es nicht zum Kerngeschäft gehört, hat sich WDL entschieden, es auszugründen und zu verselbständigen.
Ein Team-Bewerbungsprozess für einen Unternehmensvorstand war Teil der Vorbereitung. Rund ein Hundert Bewerber gab es für die Herausforderung, ein Start-Up aufzubauen und weiter zu entwickeln. „Ich habe mein LinkedIn-Profil geschickt“, lacht Opitz. Schon in den Monaten vor der Gründung arbeiteten sich er und der ebenso auserkorene neue Kollege Petrovic ein. Opitz fragt sich heute noch, warum sie sich im dichten Münchner Netzwerk nicht schon längst über den Weg gelaufen sind. Beide wohnen in der Region, beide sind in MedTechs beschäftigt gewesen .
Manuel Opitz Foto Rüdiger Köhn
Eines will Opitz allerdings nicht stehen lassen, nämlich einfach nur als Manager eingekauft worden zu sein. „Ich verstehe mich als Gründer.“ Wenn auch nicht unbedingt von deepeye. Während des Studiums in Aachen machte er über MBA-Austauschprogramme längere Visiten an den Universitäten in St. Gallen und Dublin, wo er sich in die Themen Gesundheit und Medizintechnik einarbeitete, Bio-Engineering- und Entrepreneurship-Kurse belegte. Nach dem Abschluss ist er am Aufbau etlicher Start-Ups beteiligt gewesen; am längsten bei der 2016 gegründeten Mecuris, einem Hersteller von Orthopädietechnik im 3D-Druck und Anbieter digitaler Lösungsplattformen. Dort trat er 2015 als Mitgründer ein und war vor dem offiziellen Wechsel zu deepeye operativer Vorstand (COO).
Petrovic als KI-Spezialist in der Medizin
Ratko Petrovic arbeitete zuvor als Software-Manager bei der iThera Medical, einem Spezialisten für optische und akustische Tomographie, und bei Brain Products, einem Software- und Hardware-Anbieter für neurophysiologische Forschungsanwendungen. Er ist ein Haudegen in Sachen Software-Programmierung und KI, seit 15 Jahren im Gesundheitsbereich.
Ratko Petrovic
Opitz hätte ohne weiteres nach seinem MBA bei großen und namhaften Unternehmensberatern sein Auskommen haben können. „Ich habe mich für das kleine Geld entschieden“, schmunzelt er. Erfahrungen sammeln, lernen, selber umsetzen und verkaufen; er entwickelte eine Faszination für Start-Ups und wählte die „Risikovariante", verzichtete auf das Doppelte des Gehalts eines Beraters. Und er hat das Netzwerken zu schätzen gelernt. Am Anfang des Studiums habe er ja gar nichts von Small Talk gehalten. Doch in Irland wurde er mit dem eigentlichen Sinn und den Vorteilen von Kontaktpflegen konfrontiert, sich ein sinnvoller Austausch etwa über Entrepreneurships durchaus lohnt. Es war schließlich das Netzwerk, das ihn nach Tätigkeiten bei Schott und bei Evonik (in China) im Jahr 2015 zu Start-Ups nach München brachte.
Mit deepeye bleibt er seiner Überzeugung treu. „Wir müssen nun die Kurve bekommen, weg aus der Forschung, hin zu einem marktfähigen Produkt- und Lösungsanbieter.“ Es beginnt nicht nur ein Abnabelungsprozess von WDL. Es geht darum, Forschungsergebnisse in ein Geschäftsmodell umzusetzen. „Es müssen Pragmatismus und Fokus reingebracht werden.“ Die Diagnoselösung, die bei WDL im Mittelpunkt gestanden hat, ist nun in eine Therapielösung zu wandeln, sind konkrete Anwendungsfälle zu definieren und ein erstes Kernprodukt zu schaffen.
Seed-Finanzierung im ersten Quartal
All das nehmen Opitz und Petrovic in Angriff und haben erste Weichen gestellt. Ein Prototyp für ein SaaS-Modell wird entwickelt. Ist er fertig,. kann die Seed-Finanzierung gestartet werden, was noch im ersten Quartal erfolgen soll. Opitz stellt sich ein Volumen von 2 bis 3 Millionen Euro vor. Zunächst waren 4 bis 5 Millionen Euro angedacht, was sich in den ersten Monaten der Analyse als zu hoch erwiesen hat. Der Kapitalbedarf ist geringer, weil bereits viel Vorarbeit geleistet worden ist und Forschungsmittel aus der Pharmaindustrie mit Novartis geflossen sind.
deepeye nimmt den Kampf gegen die aggressive Variante feuchte AMD auf. Eine Therapie gegen sie gibt es seit 2006, und zwar in Form einer äußerst unangenehmen Injektion ins Auge, durch die das Wachstum von Gefäßen in der Netzhaut gehemmt wird. Werden die Mittel rechtzeitig und regelmäßig gespritzt, kann das die Erblindung verhindern. Man wird nie wieder die volle Sehschärfe erreichen können, aber der Prozess des Sehverlustes kann gestoppt, das Sehvermögen stabilisiert werden. Nicht minder herausfordernd für den Patienten sind die langwierigen Therapiesitzungen, die einen ganzen Tag dauern. Da es sich um ältere Menschen handelt, werden sie zumeist begleitet, was den Aufwand zusätzlich erhöht. Es gehe manchmal sogar soweit, weiß Opitz zu berichten, dass die Patienten die Behandlung abbrechen, weil sie Verwandten, Bekannten oder Betreuern die Last nicht zumuten wollen.
Vier Injektionen in der Minute
In der Regel wird eine solche Spritze einmal im Monat gesetzt, im schlimmeren Fällen gar öfter. In Deutschland werden jährlich mehr als zwei Millionen Injektionen gegeben. "Damit erhalten theoretisch jede Minute vier Patienten in Deutschland eine Injektion ins Auge, um eine Erblindung zu verhindern", rechnet Opitz vor. Hier kann deepeye ansetzen und die Therapie optimieren. Zum einen stellt sie fest, ob überhaupt das Verabreichen einer Injektion richtig ist. Laut der in Deutschland durchgeführten Anwendungsbeobachtungsstudie Ocean-Orca sind 18 Prozent - also jede fünfte - der Therapieentscheidungen für die AMD falsch.
Denn es können Fehler bei der Bilderkennung entstehen. Im Gegensatz zur zweidimensionalen Erfassung erlaubt das OCT-Verfahren in 3D eine wesentlich höhere Informationsdichte und damit Diagnoseverlässlichkeit. Durch das neue Verfahren könnte die Fehlerquote von 20 Prozent auf ein oder zwei Prozent gesenkt werden, schätzt der deepeye-Chef. Nicht minder wichtig ist aber auch, dass die Frequenz der zu setzenden Spritzen für den Patienten sicherer ermittelt und nicht selten auch verringert werden kann. Je nach Stadium und zu erwartender Entwicklung der Krankheit reicht eine Spritze womöglich nur einmal im Quartal oder im Halbjahr oder gar im Jahr.
Für Krankenkassen eröffnen sich Sparpotentiale. Für die Pharmaindustrie ist das ein riesiger Markt, setzte sie mit den Medikamenten gegen AMD fast 12 Milliarden Dollar weltweit um. Und nun kommt noch mehr Dynamik hinein, die durch die zunehmende Alterung der Bevölkerung und damit verbundenen steigenden Zahlen ohnehin da ist. Denn dieses Jahr läuft das europäische Patent auf Lucentis von Novartis aus. Es gilt als eines der Blockbusterpatente. Neue Produkte und mehr Anbieter zum Beispiel mit preisgünstigen Generika werden auf den Markt vordringen.
Marktstart Anfang 2023
Offiziell will deepeye Anfang 2023 das SaaS-Produkt einführen. Ziel sei es, bis Ende 2022 die Zulassung als medizinisches Produkt zu erreichen, einhergehend mit einem zertifizierten Qualitätsmanagement-System. Die Seed-Finanzierung soll ausreichen, um die Kommerzphase zu beginnen. Risikokapitalgeber (Venture Capital) aus dem Bereich Gesundheitswesen oder Business Angels werden adressiert. Ja selbst Augenärzte haben Interesse als Investoren angemeldet. WDL als Minderheitseigner wird sich finanziell wohl nicht beteiligen, aber weiterhin Know How in Entwicklungsprojekte einbringen, so wie auch Pharmaunternehmen unterstützen dürften.
Meilenstein sei der Erhalt der Zulassung. „Dann können wir mit großen Taschen herumlaufen und um Investorenkapital werben“, lacht der deepeye-Chef. Die nächsten Schritte sind schon programmiert. Nach dem Start in Deutschland denkt er ab 2023 an den Auftritt in europäischen Ländern und später auch an einen Marktstart in den USA. Und noch ein Ziel hat sich Manuel Opitz vorgenommen: „Nach AMD nehmen wir uns vor, den Kampf gegen andere Augenkrankheiten aufzunehmen.“ Am Ende werde deepeye im Bereich der Netzhauterkrankungen breit aufgestellt sein.