Der „Amateur“-Programmierer, der mit 50 GeForce 1080 Ti gegen Brustkrebs und Hirntumore kämpfte
(howardchen.substack.com)„Nicht alle Helden tragen einen Umhang.“
- Die Geschichte von coolwulf, der 2018 eine Website veröffentlichte, auf der man Röntgenbilder hochladen kann und eine Brustkrebsdiagnose per AI erhält
- Komplett kostenlos. Die Genauigkeit liegt bei 90 %
- Brustkrebs hat bei früher Erkennung eine hohe Heilungsrate, aber da frühe Symptome oft nicht eindeutig sind, wird der richtige Behandlungszeitpunkt leicht verpasst
- Am Ende muss zwar ein Arzt entscheiden, aber wenn eine vertrauenswürdige AI Tumore erkennt, ist das wertvoll genug, um sie frühzeitig zu entdecken
- Der ursprünglich veröffentlichte Beitrag erhielt viel Zuspruch, aber coolwulf, der ihn veröffentlicht hatte, verschwand, ohne sich selbst öffentlich zu machen
- 2022 kehrte coolwulf dann mit dem noch wichtigeren „Hirntumor-Projekt“ zurück. Noch immer, ohne seine Identität preiszugeben
- Inhalt mehrerer Interviews, nachdem ein Journalist den im Mittleren Westen der USA lebenden coolwulf aufgesucht hatte
Coolwulfs richtiger Name ist Hao Jiang
- Bachelor- und Promotionsstudium in Physik an der Universität Nanjing abgeschlossen, anschließend Promotion in Nuclear Engineering and Radiological Sciences an der University of Michigan
- Seine eigene Laufbahn bewertet er so
Meine Hauptkarriere liegt in der „medizinischen Bildgebung“, aber in meiner Freizeit entwickle ich auch Open-Source-Projekte als „Amateur“-Programmierer.
- Er programmierte schon seit seiner Studienzeit und betrieb schon vor GitHub Side Projects auf SourceForge und auf seiner eigenen Website
- 2001 beteiligte er sich an Projekten rund um Mozillas Gecko-Rendering-Engine und auch am Codenamen Phoenix, dem Vorläufer von Firefox
- Ab 2009 betrieb er außerdem eine Website namens Exp Deals Hotel, die günstige Hotelbuchungen ermöglichte
- Nach seinem Studium der medizinischen Bildgebung an der University of Michigan leitete er bei Bruker und Siemens die Entwicklung von Imaging-Detector-Produkten
- Danach gründete er zusammen mit Weiguo Lu, Professor an der University of Texas, ein Softwareunternehmen für Strahlentherapie und entwickelt dort Produkte für die Krebsbestrahlung und AI-Technologien
Dem Tod ins Auge sehen
- Wäre es so weitergegangen, wäre er vermutlich einfach ein wissenschaftlicher Gründer geworden,
do dann sah er, wie eine Alumna der Universität Nanjing im Alter von 34 Jahren den richtigen Behandlungszeitpunkt bei Brustkrebs verpasste, ein vierjähriges Kind zurückließ und starb - Er erkannte, dass sich bei vielen Brustkrebspatientinnen die Diagnose verzögert, weil ihnen oft ein zugänglicher Weg zur Erkennung fehlt
- So kam ihm, mit seiner passenden fachlichen Erfahrung, die Idee, mithilfe von AI Röntgenbilder zu analysieren
Datensätze sammeln
- Coolwulf lud zunächst die Datensätze DDSM und MIAS von der Website der University of Florida herunter
- Damals waren die Datenformate veraltet, keine standardisierten DICOM-Bilder, und die Bilder waren noch Filmscans, sodass er ein spezielles Programm schrieb, um alle Informationen in nutzbare Form umzuwandeln
- Er beantragte außerdem den nicht öffentlichen Brustkrebs-Datensatz InBreast von der Universität Barcelona
- Parallel dazu las er zahlreiche Dokumente und schrieb den Modellcode
Aufbau eines lokalen GPU-Clusters
- Um das Modell effizient zu trainieren, war leistungsstarke Hardware nötig,
also baute er auf eigene Kosten einen lokalen GPU-Cluster mit 50 Nvidia GTX 1080 Ti auf - Damals war es wegen des Krypto-Minings nicht einfach, 50 Grafikkarten zusammenzubekommen
- Er bat sogar Freunde, Newegg/Amazon/Dell nach GPUs zu durchsuchen und ihm beim Beschaffen zu helfen
- Über drei Monate hinweg entstand so die Website „kostenlose AI-Brustkrebserkennung“, die 2018 live ging
Reaktionen der Menschen
- Wie viele Menschen sie genutzt haben, weiß er nicht. Aus Datenschutzgründen werden die Daten nicht auf dem Server gespeichert
- Aber es trafen viele Dankes-E-Mails von Patientinnen ein, besonders viele aus China
- Nutzer setzten die Website zur Tumorerkennung für Menschen in abgelegenen Regionen mit knappen medizinischen Ressourcen ein
- Da diese Technologie vor einigen Jahren noch längst nicht so verbreitet war wie heute, war coolwulfs Projekt nahezu ein Vorreiter
- Die Website erhielt in der Branche viel Aufmerksamkeit, und sogar Einrichtungen wie das Fudan University Hospital (eine staatliche Universität in Shanghai) bedankten sich per E-Mail und signalisierten finanzielle sowie technische Unterstützung
- Das alles aber finanzierte coolwulf allein, und es war kein kleiner Betrag
- Auf die Frage, warum er daraus kein Bezahlangebot mache, antwortete er
„Krebspatienten und ihre Familien haben schon so viel ertragen müssen, dass ich glaube, jeder möchte ihnen helfen. Ich habe die Möglichkeit dazu.“
- Neben der Website gibt es auch eine Desktop-Version
Der zweite Wendepunkt im Leben
- 2021 erlebte Coolwulf einen zweiten entscheidenden Wendepunkt
- Die Cousine eines Kollegen litt an einem schwer behandelbaren Hirntumor und erhielt eine „Ganzhirn-Strahlentherapie (WBRT, Whole Brain Radiation Therapy)“
- Leider kehrte der Tumor einige Monate nach der Ganzhirn-Strahlentherapie zurück, und es blieb nichts mehr zu tun, außer auf den Tod zu warten
- WBRT ist eine Behandlungsmethode, bei der Tumore großflächig durch Bestrahlung entfernt werden; sie beseitigt Krebszellen, schädigt aber auch normales Hirngewebe und wird eingesetzt, um das Auftreten von Läsionen zu verringern
- Weniger technisch ausgedrückt ist WBRT beinahe ein „Flächenangriff ohne Unterscheidung“
- Deshalb gilt WBRT unter Berücksichtigung der Grenzwerte für die Strahlendosis an wichtigen Hirnstrukturen wie Hirnstamm (Brainstem) oder Sehnerv (Optical Nerve) im Allgemeinen als 'eine Behandlung, die man im Leben nur einmal erhalten kann (once-in-a-lifetime)'
- Nach diesem Ereignis änderte coolwulf seine Perspektive vollständig und beschloss, die Herausforderungen der Branche direkt anzugehen
→ AI nicht nur in der Erkennungsphase einzusetzen, sondern in der tatsächlichen Behandlung
Der aktuelle Stand der Hirntumorbehandlung
- Die derzeit häufigste Behandlung von Hirntumoren ist die Ganzhirn-Strahlentherapie (WBRT)
- Allein in den USA erhalten jedes Jahr 200.000 Menschen eine WBRT
- Aber muss man bei Patienten mit multiplen Hirntumoren wirklich die Risiken der Wahl von WBRT in Kauf nehmen, obwohl sie nur einmal im Leben möglich ist?
- Nicht unbedingt, denn es gibt eine andere Behandlungsmethode: die stereotaktische Strahlentherapie (Stereotactic Radiotherapy, Stereotactic Radiosurgery/SRS)
- Im Vergleich zur Ganzhirn-Strahlentherapie ist die stereotaktische Strahlentherapie deutlich fokussierter, sodass nur krankes Gewebe präzise entfernt werden kann, ohne normales Gewebe zu schädigen
- Ein Beispiel ist Gamma Knife, eine Art Gerät für stereotaktische Strahlentherapie. Diese Behandlung hat deutlich weniger Nebenwirkungen, ist für Patienten weniger belastend und kann mehrfach eingesetzt werden
- In der Fachwelt gilt es allgemein als Konsens, dass die stereotaktische Strahlentherapie den Patienten eine bessere Lebensqualität bietet und zugleich wirksamer ist
Was für stereotaktische Strahlentherapie nötig ist
- Das einzige Problem ist, dass die stereotaktische Strahlentherapie die medizinischen Ressourcen noch stärker beansprucht
- Denn wenn dieses Protokoll angewendet wird, müssen Onkologen oder Neurochirurgen die Konturen jedes einzelnen Tumors präzise erfassen und jeden Tumor labeln
- Auch Medizinphysiker müssen für jeden einzelnen Tumor einen exakten Behandlungsplan erstellen, und die Rettung eines einzigen Patienten kostet viel Zeit
- Deshalb bevorzugen Ärzte bei Patienten mit mehr als fünf Hirnläsionen immer eher die Ganzhirn-Strahlentherapie als die stereotaktische Strahlentherapie
- AI kann jedoch einen Teil der Arbeitslast der Ärzte übernehmen
- coolwulf arbeitet daran, stereotaktische Strahlentherapie mehr Hirntumorpatienten zugänglich zu machen
- Diesmal ist das Problem jedoch viel schwieriger und allein nicht mehr zu bewältigen. Deshalb arbeitet er mit dem Medical Center der University of Texas und Stanford zusammen
- Mit der Hilfe vieler Menschen wurden kürzlich drei AI-Modelle entwickelt
- ein Modell zur automatischen Konturierung/Labeling von Hirnmetastasen (brain metastases)
- ein SVM-radiomics-basiertes Modell, um False Positives schnell zu reduzieren
- ein Modell auf Basis optimierter Strahlendosis-Maps, das mehrere Läsionen schnell in verschiedene Behandlungsverläufe aufteilt
- Diese drei Modelle ergänzen sich gegenseitig und passen zum Workflow der Ärzte, sodass die Arbeitslast beim Einsatz stereotaktischer Strahlentherapie deutlich reduziert werden kann
Technische Präsentation
- „An AI-based stereotactic Radiosurgery Management Web Platform for Brain Metastases“
- Dieses Projekt wurde auf dem 2022 AAPM Spring Clinical Meeting und dem 2022 AAPM annual meeting vorgestellt und erhielt erneut breite Anerkennung in der Branche
- coolwulf beschleunigt gemeinsam mit seinen Co-Autoren, dass die gesamte Community der stereotaktischen Strahlentherapie diese Ergebnisse erkennt, übernimmt und dadurch tatsächlich mehr Patienten hilft
- Im Interview betonte coolwulf wiederholt, dass er dieses Ergebnis keineswegs allein erreicht habe
- Er bat darum, seine Co-Autoren zu nennen, und sagte, dass alle, die still gegen Krebs gekämpft haben, gemeinsam Helden seien
Zi Yang, Mingli Chen, Hao Jiang, Zabi Wardak, Strahinja Stojadinovic, Robert Timmerman, Tu Dan, Weiguo Lu, Xuejun Gu
- In den letzten Jahren ist die Krebssterblichkeit im Vergleich zu vor 30 Jahren um 30 % gesunken
- Wenn dieses Tempo anhält, ist Krebs vielleicht eines Tages keine tödliche Enddiagnose mehr
- Doch das ist keine Brücke, auf der man einfach nur geradeaus gehen muss; es gibt unzählige Menschen wie coolwulf, die in der Tiefe ihren eigenen Weg erhellen
- Zum Abschluss des Artikels wird ein Kommentar eines Reddit-Nutzers zitiert
Nicht alle Helden tragen einen Umhang.
“Not all heroes wear capes”
21 Kommentare
Vielen Dank für die Übersetzung dieses bewegenden Textes.
Wow … wirklich beeindruckend.
Beeindruckend.
Danke.
Wirklich jemand, den man ohne Übertreibung einen Helden nennen kann. Danke, dass Sie diesen großartigen Artikel vorgestellt haben.
Das ist wirklich großartig und bewundernswert..
Vielen Dank, dass Sie den guten Artikel übersetzt haben!
Vielen Dank für den guten Artikel.
Vielen Dank fürs Teilen des großartigen Artikels und der Übersetzung!
Wow..
Vielen Dank für die Übersetzung. Ich habe sie mit großer Wertschätzung gelesen.
Wirklich bewegend.
Das ist ein Text, der wachrüttelt ...
Offenbar war ich doch faul.
Ich nehme das als zusätzlichen Ansporn mit.
Das erinnert mich an das frühere Beowulf-Projekt. Danke für die guten Informationen.
Oh … so habe ich zuerst mit dem Lesen angefangen … und dann alles aufmerksam durchgelesen. Mir fallen dafür außer „beeindruckend“ und „ein echter Pionier“ kaum passende Worte ein. Natürlich hat er nicht alles allein bewältigt, aber für die vielen Versuche und Irrtümer … und die ganze Mühe möchte ich ihnen großen Applaus aussprechen.
Ich wollte es nur kurz überfliegen und saß dann plötzlich am Schreibtisch, um es aufmerksam ganz zu lesen. Jeder einzelne von Ihnen übersetzte Satz geht unter die Haut. Er regt auch zum Nachdenken an … Dieser Text hat in meiner Karriere, in der ich mich verirrt zu haben glaubte, ein kleines Licht angezündet. Vielen Dank!
Ach, da hat sich die Mühe beim Übersetzen wirklich gelohnt. Viel Erfolg!
Sie sind ein Held.
Eine Intelligenz, die handelt.
Wirklich großartig. Vielen Dank!
Coolwulf hat die Nachricht selbst auf HN gepostet. https://news.ycombinator.com/item?id=31449147
In den Kommentaren wird zwar kritisiert, warum der Dienst über HTTP läuft, nach welchen Kriterien die Genauigkeit bewertet wird usw., aber ich fand den Beitrag wirklich sehr interessant.
Im Artikel ist von dieser Website für Brustkrebs-Untersuchungen die Rede. http://mammo.neuralrad.com:5300/upload
Ich weiß allerdings nicht genau, ob Patientinnen auch in Korea nach einer Mammografie die Bilder erhalten können.
Die meisten in Krankenhäusern aufgenommenen Patientenbilder kann man auf Wunsch erhalten. Wahrscheinlich kostet das etwas (je nach Krankenhaus unterschiedlich, aber ich meine, es lag bei ungefähr 10.000 Won). Wenn man es beantragt, bekommt man sie auf CD. Wenn man die DICOM-Bilder auf dieser CD in JPG umwandelt, dürfte man sie verwenden können.
Aha, ich verstehe. Vielen Dank!