Für Mediziner wie Patienten können KI-Systeme Gesundheit und schnellere Erkennung von Erkrankungen unterstützen. Noch ist vieles im Forschungsstadium. Aber vom Einordnen von Symptomen durch Apps bis zur frühen Erkennung von Parkinson und Diagnose von Atemnotsyndrom durch Hustenaufnahmen gibt es breite Anwendungsmöglichkeiten.
Unter den zahllosen atemlosen Berichten über Künstliche Intelligenz (KI) im allgemeinen und ChatGPT im Besonderen fand sich vor einigen Wochen diese: ChatGPT bestand die Prüfung zum Facharzt für Radiologie (knapp). Forscher des Toronto General Hospital hatten das KI-System einem Multiple Choice Test mit 150 Fragen unterzogen, wie sie vom Canadian Royal College und dem American Board of Radiologists für die Zulassung als Radiologe verwendet werden.
Die Studie analysierte die Ergebnisse auf Stärken, meist bei allgemeinen medizinischen Fragen, und Schwächen, die vor allem bei komplexeren radiologischen Konzepten auftraten. Das war wenige verwunderlich, da die KI nicht spezielle für medizinische Aufgaben trainiert worden war und für die Prüfung quasi aus ihrem „Allgemeinwissen“ schöpfte. Folgt man anderen Bereichen des Einsatzes von KI ist dies zu erwarten: Mit speziellem Training und Feedback über falsche Ergebnisse lernt das KI-System laufend dazu (wie auch Menschen). Man kann annehmen, dass die so trainierte KI in einigen Jahren den Test mit fliegenden Fahnen bestehen und sich als Assistent für Radiologie nützlich machen wird.
Befunde in verständlicher Sprache erklären
Der Gesundheitssektor zählt zu den gesellschaftlichen Bereichen, der von der rasanten Entwicklung Künstlicher Intelligenz vielfältigen Nutzen ziehen kann. Bleiben wir zunächst auf der Seite von Patientinnen und Patienten, die für ihre Gesundheit auch selbst Verantwortung übernehmen. In einem Selbsttest habe ich GPT-4 gebeten, einen Blutbefund zu erklären, wie er im Rahmen von Vorsorgeuntersuchungen von Labors für den Facharzt erstellt wird.
Eine Tabelle von Daten des Bluttests, deren Sinn sich üblicherweise nur dem Arzt erschließen, kam in verständlicher Sprache zurück, erklärte die Bedeutung der einzelnen Werte und ihre Einordnung im normalen oder abweichenden Bereich. Dort, wo ein Wert außerhalb der üblicher Werte lag, erklärte GPT was diese bedeute, wie besorgniserregend dies sei, und welche möglichen Änderungen der Ernährung oder Medikamente helfen könnten – nicht ohne deutlichen Hinweis, dass dazu eine Ärztin oder Arzt zu konsultieren sei.
Zahlreiche Apps bedienen bereits den Wunsch, die Bedeutung von Symptomen zu erkennen, ohne dass man gleich eine oft überfüllte Arztpraxis aufsucht. „K Health“ grüßt seine (registrierten) User mit der Frage, „was stört Dich?“. Anschließend führt die App im Dialog eine ausführliche Anamnese durch, die weit über die möglicherweise enge Beschreibung am Anfang hinausgeht. Diese Angaben werden dann mit Gesundheitsdatenbanken abgeglichen, um – mit Wahrscheinlichkeiten ausgewiesene – Auskunft über die mögliche Bedeutung der Symptome zu geben. Dies lässt sich anschließend per Videocall mit einer Ärztin oder Arzt besprechen (derzeit nur in den USA verfügbar). Andere Apps nutzen die Smartphone-Kamera, um Hautausschläge im Abgleich mit Bilddatenbanken zu diagnostizieren. Das kann einerseits der Hautpflege dienen, andererseits mögliche Melanome frühzeitig erkennen um medizinische Hilfe zu suchen.
Frühzeitige Erkennung von Parkinson und anderen Krankheiten
Auf medizinischer Seite eröffnet der Einsatz von KI zahllose neue Chancen. Beispielhaft nur drei Entwicklungen, an denen derzeit geforscht wird. Das eine betrifft die frühzeitige Erkennung von Parkinson, eine Krankheit, die derzeit nicht heilbar ist, aber deren Folgen bei früher Behandlung verzögert werden können und so Lebensqualität und Lebensdauer erhöhen. Im Rahmen des EU-Projekt i-Prognosis an der Aristoteles Universität in Thessaloniki erheben Forscher mit Hilfe einer App zahllose Parameter von Smartphones und Smartwatches: Schrittlänge, Stabilität der Hand beim Schreiben und Benutzen des Smartphones, Charakteristik der Stimme, Gesichtsausdruck der Person auf Fotos, emotionaler Gehalt von Messages und anderes mehr. Aus den Daten von rund 5000 Studienteilnehmern wollen die Forscher ein KI-basiertes Programm entwickeln, das User beim Erkennen möglicher Parkinson-Symptome warnen kann.
In Verbindung mit Gesichtserkennung wird von Forschern des Johns Hopkins Hospitals ebenso wie am MIT (Massachusetts Institute of Technology) ein KI-System dafür trainiert, Schlaganfälle oder ALS, eine zu Muskelschwund führende degenerative Nervenerkrankung zu erkennen. Solche Facescans können von einer Ärztin oder einem Arzt bei einer Untersuchung verwendet werden, oder auch von Usern mit ihren Smartphones zu Hause gemacht werden, oder möglicherweise mit in Spiegeln eingebetteten Kameras. Forscher haben große Hoffnung, dass Facescans auch die Erkennung einer Reihe anderer Beeinträchtigungen ermöglicht.
Die Audio-Analyse eines Husten zur Diagnose
Noch eine andere Entwicklung zeigt, wie Smartphones in Verbindung mit KI viele Möglichkeiten medizinischer Diagnostik eröffnen. Die Aufnahme von Husten kann von dafür trainierte KI-Systemen verschiedene respiratorische Erkrankungen erkennen. Weltweit ist Atemnotsyndrom (ARDS) eine der führenden Todesursachen von Kindern. Die vom Massachusetts General Hospital entwickelte App ResAppDx könnte Röntgen, CT Scans und andere Tests ersetzen, die in vielen ärmeren Ländern nicht leicht verfügbar sind.
All dies sind frühe Anwendungen, die sorgfältig untersucht und weiter entwickelt werden müssen. Sie zeigen jedoch, wie KI sowohl auf Patienten- als auch Medizinerseite Unterstützung und bessere Behandlungsmöglichkeiten eröffnet. Für Gesundheitssyteme, die weltweit an Personalmangel leider und unter Kostendruck stehen, ist dies eine gute Nachricht.
Illustration: DALL-E prompted by spu
Dieser Beitrag erschien ursprünglich im AT&S Blog.
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