FWF - VIPEM - Visual anaalytics for Personalized Medizine

VIPEM is an interactive data exploration system for the visualization of and navigation in molecular and clinical data in the field of personalized medicine. A multidimensional space consisting of molecular and clinical data is screened and hierarchically structured by applying algorithmic methods and direct user interaction. The essential but to date unsolved problem VIPEM addresses in the emerging field of personalized medicine is the question of how to identify connections between genetic variants and their corresponding diseases or the response to certain drugs and treatments, respectively. It is therefore necessary, to e.g. connect gene data and clinical data in order to categorise specific subgroups of patients with certain diseases. The huge amount of data provided by molecular analytical methods (genetic polymorphisms, gene expression data, proteomics) can only be accomplished by applying bioinformatical and statistical methods. However, even standard methods of statistics and bioinformatics fail when the data are inhomogeneous as is the case with clinical data and when data structures are obscured by noise and dominant patterns. VIPEM should make the structure of the data spaces visible by using visualisation methods and allow an interactive navigation and structuring of both molecular and clinical data. VIPEM is based on fundamental results in the fields of information visualisation and multimodal user interfaces. Through a close link between several input channels, which are simultaneously active, and by immediate visualisation of the steps of the analysis, the expert is provided with a tool for the interactive exploration of complex data spaces. As input parameter for analysis algorithms VIPEM makes use of the human capacity to grasp complex patterns and correlations and therefore allows to reveal hidden structures. VIPEM aims to address the high demand for visual analytics in the field of bioinformatics. The innovative approach of VIPEM can be a unique selling proposition in this market, in such a way that we can see a promising commercial prospect for VIPEM and a marketable product within the period of two to three years. The VIPEM team aims at exploiting results either through a spin-off company or as strategic partner of an existing biomedical company. technology supplier of an existing biomedical company. Ein zentrales Forschungsproblem der personalisierten Medizin ist die Frage, wie die Verknüpfungen zwischen genetischen Variationen und Krankheiten, bzw. dem Ansprechen auf bestimmte Medikamente, gefunden werden können. Dazu gilt es, z.B. Gendaten mit klinischen Daten zu verknüpfen und in Folge spezifische Patientengruppen zu identifizieren. Die großen Datenmengen der molekularen Analyseverfahren (genetische Polymorphismen, Genexpressionsdaten, Proteomics) können nur mehr mit Methoden der Bioinformatik und Statistik bewältigt werden. Aber auch Standardmethoden der Statistik und der Bioinformatik versagen, wenn die Daten sehr inhomogen strukturiert sind dies ist bei den klinischen Daten der Fall und wenn Strukturen in den Daten durch Rauschen bzw. dominante Muster verdeckt werden. VIPEM soll mit Hilfe von Visualierungsmethoden die Struktur in den Datenräumen sichtbar machen und eine interaktive Navigation und Strukturierung sowohl der molekularen, als auch der klinischen Daten erlauben. VIPEM baut auf Grundlagenergebnissen in den Bereichen Informations-Visualisierung und multimodale Benutzerschittstellen auf. Durch eine enge Verknüpfung mehrerer gleichzeitig wirksamer Eingabekanäle und die sofortige Sichtbarkeit der Analyseschritte in der Visualisierung steht dem Experten ein Werkzeug zu interaktiven Erkundung von komplexen Datenräumen zur Verfügung. Als Eingabeparameter für Analysealgorithmen nutzt VIPEM hierbei die menschliche Fähigkeit, komplexe Muster und Zusammenhänge visuell bereits in Ansätzen zu erfassen, und erlaubt dadurch das Freilegen sonst verdeckter Strukturen. VIPEM fokussiert auf die hohe Nachfrage nach visualisierter Analytik im Bereich der Bioinformatik. Der innovative Zugang von VIPEM versteht sich als einmaliges Verkaufsargument, zumal sich mit VIPEM ein viel versprechendes Produkt abzeichnet, welches sicher innerhalb der nächsten zwei bis drei Jahre seinen Stellenwert als verwertbares Produkt am Markt behaupten könnte.