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Neue Dimensionen
künstlicher Intelligenz

Der Einfluss von Künstlicher Intelligenz (KI) im Gesundheitsbereich wächst. KI-Systeme assistieren bereits bei der ärztlichen Diagnose ebenso wie bei der Prävention und helfen beim persönlichen Gesundheitsmanagement. Hierzu lernt das System aus empirischen Beispielen, erkennt daraus selbstständig Muster und Gesetzmäßigkeiten und leitet Folgen ab – in der Medizin also zum Beispiel Diagnosen.

#1 Unterstützung für den Arzt

Ein Versuch an der Universitätsklinik Heidelberg mit dem Computerprogramm CNN, ein konvolutionales neuronales Netzwerk, hat gezeigt, wie Ärzte von KI-basierten, sogenannten lernenden Systemen unterstützt werden können. Dazu wurde das Programm mit mehr als 100.000 Fotos von Muttermalen sowie bösartigen und gutartigen Krebserkrankungen der Haut gespeist.

Mit jedem Bild wurde zudem die korrekte, von Ärzten gestellte Diagnose angegeben. In einem Versuch wurde dem CNN 100 neue Fotos vorgelegt, auf denen besonders schwierig zu beurteilende Läsionen abgebildet waren. Dieselben Bilder mussten 58 Dermatologen aus 17 Ländern beurteilen. Das Resultat: Lediglich 13 der 58 beteiligten Dermatologen konnten den Algorithmus schlagen. Fehleranfälliger ist das Programm, wenn der Algorithmus mehrere Krebstypen erkennen und unterscheiden soll – hier muss das System noch lernen. Mit so einem Programm könnte in Zukunft auch die Selbstdiagnose via App möglich werden.

Auch in der Radiologie profitieren Ärzte bereits von dem Einsatz Künstlicher Intelligenz. Zum Beispiel helfen computergestützte Verfahren bei der Auswertung von Bilddaten, indem ein markierter Bereich mit den Bildern in einer KI-Datenbank abgeglichen werden kann. Für Ärzte, deren Arbeitsalltag meist von Zeitdruck geprägt ist und die nur wenige Minuten Zeit zur Begutachtung und zur Entscheidung für eine Therapie haben, stellt das eine bedeutende Entlastung dar – auch um im Idealfall mehr Energie und Zeit in die Patientenbetreuung investieren zu können. Nahe Zukunftsszenarien beschäftigen sich bereits mit KI-basierten Therapieempfehlungen auf Basis der verbesserten Kombination verschiedener Datensätze.

#2 Chatten über die Gesundheit

Für den persönlichen Gebrauch sind immer mehr gesundheitsspezifische Chatbot-Anwendungen verfügbar, die man über Messenger-Apps wie Facebook oder WhatsApp erreicht, aber auch über digitale Assistenten wie Amazon Alexa oder Google Home. Diese Systeme, die ursprünglich eher mit einer Volltextsuchmaschine zu vergleichen waren, können im Zuge steigender Computerleistung auf immer größere Datenbestände zugreifen und sind mittlerweile in der Lage, intelligente Dialoge zu führen. Für einen breiten Einsatz muss die Kommunikation mit Chatbots aber noch authentischer und menschenähnlicher werden, damit sich Menschen an den Austausch auf digitalen Plattformen gewöhnen können.

Ein beispielhafter Messenger-Dienst ist die Anwendung Super Izzy, die auf Frauen zugeschnitten ist und eine digitale Unterstützung bei der Überwachung des monatlichen Zyklus bietet. Durch einen textbasierten Austausch errechnet die Anwendung die Länge des Zyklus, informiert über den ersten und letzten Tag der Menstruation und zeigt die fruchtbaren Tage an.

Auf Wunsch erinnert Izzy auch an die Einnahme der Pille. Zudem bietet der Dienst die Möglichkeit, sich über Themen rund um die Frauenheilkunde auszutauschen. Besonders in Ländern mit einem Mangel an Sexualaufklärung und einer Stigmatisierung der Monatsblutung können es Anwendungen wie diese ermöglichen, sich vorurteilsfrei und unabhängig von den örtlichen Gegebenheiten zu informieren – vorausgesetzt sie besitzen ein Smartphone und die entsprechende Software.

#3 Assistenz im Alltag

Einen gehobenen Lebensstandard im Alltag fokussieren technische Konzepte und Produkte aus dem Bereich Ambient Assisted Living (AAL), die zunehmend in der Lage sind, Alltagstätigkeiten älterer Menschen zu erleichtern oder zu übernehmen. AAL beschäftigt sich grundlegend mit den gleichen Fragestellungen zur Automatisierung des eigenen Zuhauses wie es im Kontext eines smarten Zuhauses erfolgt – wie die Steuerung der Haustechnik und Vereinfachung der Kontaktaufnahme durch einen Sprachassistenten oder mittels mobiler Endgeräte. Jedoch wird im Kontext von AAL eine ältere Zielgruppe für die entsprechenden Lösungen in den Fokus genommen. Das bisher erfolgreichste Beispiel, das sich unaufdringlich in das direkte Lebensumfeld integrieren lässt, ist der Hausnotruf, der in Gefahrensituationen, Angehörige oder Pflegekräfte informiert.

Über ein bloßes Notrufsystem geht das Projekt AAL@Home hinaus, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Es soll eine Lücke zwischen dem bestehenden Hausnotrufprinzip und telemedizinischen Systemen schließen. Dafür werden besonders sensitive Ultrabreitband-Sensoren in den Wänden der Wohnung platziert, wodurch die aktuelle Position und die Vitaldaten des Bewohners erfasst werden können. Der Bewohner selbst ist lediglich mit einer individuellen Sensorkarte ausgestattet. Die erfassten Daten werden von einem lernfähigen Assistenzsystem gesammelt und ausgewertet. Im Bedarfsfall wird ein Notruf abgegeben.

Resümee

Durch steigende Rechenleistung wird Künstliche Intelligenz den Gesundheitsbereich weiter revolutionieren. Ärzte erfahren eine verbesserte KI-basierte Unterstützung, was zu schnelleren und besseren Befunden führen kann sowie neue Chancen in der Früherkennung und der Analyse von Risikofaktoren bietet – und dem Arzt mehr Zeit für die Patienten ermöglicht. Apps und Messenger-Dienste können ebenfalls die Prävention verbessern, in dem in einer privaten Atmosphäre und innerhalb einer pseudo-persönlichen Kommunikation Symptome weniger heruntergespielt werden – oder umgekehrt ein unnötiger Gang in die Notaufnahme vermieden wird.

In ländlichen Regionen können Apps zudem den Zugang zu guten, ersten Diagnosen gewährleisten. Dementsprechend ist der Ausbau einer schnellen und stabilen Internetverbindung die Grundvoraussetzung, um KI zur ersten Ansprechmöglichkeit zu machen.

Bei allen Vorteilen der vorgestellten Konzepte, gibt es aber auch einige Herausforderungen. Zum Beispiel, wenn es um den richtigen Umgang mit der Technologie durch den Menschen geht. Eine App kann zum Beispiel nicht die eigene aktive Auseinandersetzung mit dem Körper oder einen Arztbesuch im Ernstfall ablösen, ebenso wie ein Arzt gegenüber der Maschine im Vorteil ist, da dieser zahlreiche Veränderungen im Körper klassifizieren, kreativ denken und intuitiv handeln kann.
Außerdem stellt sich bei Chatbots, Apps und Co. die Frage nach der Sicherheit der gespeicherten Daten. Denn gerade bei Gesundheitsdaten besteht ein großes Missbrauchspotential, sollten diese ohne das Wissen des Patienten oder der Patientin an Dritte weitergeleitet werden.

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Autorin: Stefanie Roenneke

Stefanie Roenneke ist promovierte Literaturwissenschaftlerin. Sie arbeitet als freiberufliche Autorin und Redakteurin und setzt sich mit Popkultur sowie zeitgenössischer Ästhetik auseinander. Seit 2012 schreibt sie für STURM und DRANG.