Wenn der Computer die Diagnose stellt

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Wenn der Computer die Diagnose stellt

Von Verena Kauzleben

Künstlich intelligente Systeme, die eigenständig lernen, begegnen uns schon heute im Alltag, zum Beispiel bei der Spracherkennung vom Handy. Wissenschaftler arbeiten daran, die Technik auch in der Medizin einzusetzen.

Künstlich intelligente Systeme sollen Krebsdiagnosen verbessern, indem sie Bilder eines Comutertomographie (CT) besser auswerten als der Mensch. Dem macht das korrekte Auswerten oft Probleme, sagt der Radiologe Dr. Thomas Henzler aus Mannheim: "Es ist zum Beispiel für das menschliche Auge manchmal kaum möglich, Lungenentzündungen und frühe Lungentumore im radiologischen Bild auseinander zu halten.“ Dabei sind diese Bilder reich an Informationen. Nur bleibt vieles ungenutzt, wie zum Beispiel die Grauwertverteilung oder die Dichteverteilung im Gewebe.

Computer sind präziser als Menschen

Der Mensch kann mit seiner Erfahrung nicht alle diese Daten erfassen und auswerten. Zum Beispiel vergisst er Details einzelner CT-Aufnahmen nach einiger Zeit wieder, so dass sie keinem Vergleich mehr zur Verfügung stehen. Anders ist es bei künstlich intelligenter Software. Was sie einmal gesehen hat, vergisst sie nie wieder. Daraus erwächst eine "Erfahrung“, die der menschlichen überlegen ist.

Wissenschaftler am Fraunhofer Institut für "Computerunterstützung in der bildbasierten Medizin“ in Bremen wollen das medizinisch nutzen. Sie bringen einer Software bei, Tumore in CT-Aufnahmen zu erkennen, erklärt der Leiter vom Bremer Fraunhofer Institut, Horst Hahn: "Wir füttern die Software mit Trainingsdaten, wo Experten ganz genau markiert haben, wo der Tumor und wo die Lunge ist. Der Computer lernt an sehr vielen solcher Trainingsdaten, Muster selbstständig zu erkennen und einzuschätzen."

Anonymisierte Patientendaten

Die "Trainingsdaten“ sind anonymisierte CT-Aufnahmen von Krebspatienten, die Identität der Patienten hinter den Bildern bleibt verborgen. Die Software beschreibt alle Details der Bilder präzise mit Zahlen - anders als der Mensch. Denn der beschreibt mit Worten und dabei gehen immer Informationen verloren. Außerdem bringt die Software die Bildinformationen mit vielen weiteren Patientendaten in Zusammenhang: Welche Medikamente wirkten bei einem Tumor, wie verlief die Therapie und gab es genetische Mutationen?

Umfassendere Diagnosen mit KI

Symbol: Ärztin und MTA begutachten eine CT-Aufnahme

Künstlicher Intelligenz sieht mehr

So könnte eine Diagnose nicht nur früher erfolgen, sondern auch wesentlich umfassender sein. "Wenn wir einen neuen Fall haben, kann der Algorithmus diesen Fall mit der ganzen Datenbank vergleichen und Schlüsse ziehen, was für eine Therapie wie wahrscheinlich erfolgreich sein wird", sagt Hahn. Die ärztliche Diagnose wird das verbessern. Die Erwartungen sind hoch: "Bisher nutzen wir nur fünf bis zehn Prozent der Daten aus einer CT-Aufnahme. In Zukunft werden wir dank künstlich intelligenter Software 90 Prozent der Daten nutzen können", sagt Stefan Schönberg, bald Präsident der Deutschen Röntgengesellschaft. Wie sich das auf die Überlebenschancen bei Krebs auswirken wird, kann heute noch keiner abschätzen.

Berufsbild Arzt ändert sich

Die neuen technischen Möglichkeiten werdne das Berufsbild des Arztes verändern. "Auf Fachkongressen hört man schon Sorgen unter Kollegen, ob der Computer unsere Kernkompetenz der bildlichen Diagnose übernimmt", erzählt Radiologe Henzler. "Wir wollen es aber als Chance begreifen. Denn uns würde mehr Zeit für weitergehende Therapieentscheidungen bleiben, wenn uns bei der Diagnose unter die Arme gegriffen würde.

KI hilft im Datendschungel

Ein anderes Gebiet von künstlicher Intelligenz in der Medizin ist das Anwenden von Fachpublikations-Wissen auf Patientendaten. Am New Yorker Sloan Kettering Hospital wird das bereits eingesetzt. Dort hilft den Ärzten ein künstlich intelligenter Computer namens "Watson“ der Firma IBM durch den Daten-Dschungel der medizinischen Forschung. Denn alle fünf Jahre, heißt es, verdoppelt sich allein die Anzahl an Fachpublikationen. "Watson hat all diese Daten gelernt und im Gegensatz zu einem Menschen vergisst er nichts“, weiß Wolfgang Hildesheim, Leiter der IBM Watson Group in Deutschland. Seit zwei Jahren testen die New Yorker Ärzte den Computer in der Praxis. Sie füttern Watson mit Informationen über ihre Patienten und Watson setzt diese in Bezug zu den Fachinformationen und gibt Hinweise auf wahrscheinliche Diagnosen.

Zulassung in Deutschland schwierig

In Europa ist noch unklar, wann Technik wie diese in der Praxis ankommt. Datenschützer warnen vor dem Wandel, andere sehen Chancen. Klar ist, das Gesundheitssystem wird sich durch die digitalen Neuerungen spürbar verändern. Einen konkreten Zeitpunkt zu nennen, fällt Forschern aber schwer. Denn besonders die Zulassung von selbstlernenden Systemen bereitet hierzulande Probleme: es gibt keine Regelungen für die Zulassung eines Medizinproduktes, das sich nach seiner Zulassung ständig selbst verändern wird.

Stand: 06.09.2016, 06:00