Algorithmen und KI in der Medizin: Beispiele aus der Praxis

 
Krankheiten erkennen, Diagnosen stellen: Softwareprogramme, maschinelles Lernen und andere Technologien bedeuten für die Medizin einen immensen Fortschritt. Deshalb werden sie schon heute in vielen Bereichen zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung eingesetzt.

Alltagssoftware

Algorithmen sind Bestandteil jeder Software oder App. Dadurch sind sie längst im Lebensalltag vieler Verbraucherinnen und Verbraucher angekommen. Das trifft auch auf viele Geräte zu, die dem Erhalt von Gesundheit und Wohlbefinden dienen sollen: internetfähige Waagen und Blutdruckmesser, Smartwatches mit integriertem Pulsmesser, Fitness-Armbänder und andere sogenannte Wearables zum Erfassen verschiedener Aktivitäten. Dazu kommen Apps, die Kalorien zählen, den eigenen Insulinspiegel überwachen oder den Fruchtbarkeitszyklus.

Diese Produktbeispiele und Anwendungen haben die Gemeinsamkeit, dass ihre Funktionsweise relativ simpel ist: Sie erheben Daten und bereiten diese so auf, dass sie für ihre Nutzerinnen und Nutzer nützliche Informationen darstellen. Meist geht es um eine bestimmte Kategorie von Daten zu einem klar abgegrenzten Aspekt der Gesundheit.

KI-Programme im medizinischen Einsatz

Darüber hinaus wird in der professionellen Gesundheitsversorgung an Anwendungen für umfassendere Algorithmen gearbeitet. Bei ihnen kommt teilweise auch maschinelles Lernen zum Einsatz. Dazu zählen unter anderem Softwareprogramme zur Vorsorge und Früherkennung von Krankheiten, zur Unterstützung von Entscheidungen, wenn Diagnosen gestellt werden, oder zur Wahl und Durchführung von Therapien.

Ein Beispiel für den Einsatz von KI im Bereich der Medizin sind die sogenannten bildgebenden Verfahren, also etwa Röntgenbilder, Computertomographien (CT) oder Netzhaut-Scans. Mithilfe von maschinellen Lernverfahren werden Programme darauf „trainiert“, auf den Patientenbildern Hinweise auf Erkrankungen zu erkennen. Dadurch lassen sich etwa anhand von Aufnahmen der Netzhaut bestimmte Herzerkrankungen ausfindig machen. Andere Algorithmen stellen zum Beispiel Bilder der Lunge direkt bei der Ausgabe so dar, dass den zuständigen Radiologinnen und Radiologen bestimmte Befunde einfacher auffallen. Dazu wird den Algorithmen „beigebracht“, wie eine gesunde Lunge aussieht und wie sich bekannte Erkrankungen zeigen. Bei der Darstellung der Bilder heben sie dann jene Elemente besonders hervor, die auf eine Erkrankung hindeuten.

Warum die Medizin bildgebende Verfahren in der Hirnforschung einsetzt – und welche Grenzen diese Verfahren haben: das erklärt ein Video-Beitrag von SWR Odysso.

Auch in anderen Daten können Algorithmen Muster erkennen: In Kopenhagen werden zum Beispiel bei der Notrufzentrale eingehende Anrufe von einer KI-Software analysiert. Wenn die Ergebnisse der Stimm-Analyse auf einen Infarkt hindeuten, wird das den Menschen signalisiert, die die Notrufe entgegennehmen.

Chatbots als Diagnosehilfe

Seit einiger Zeit sind zudem sogenannte Chatbots verfügbar. Sie bieten sowohl Ärztinnen und Ärzten als auch Patientinnen und Patienten die Möglichkeit, per Texteingabe mit einer Künstlichen Intelligenz zu kommunizieren. Solche KI-Chatbots werden meist in Form einer App heruntergeladen und sind dafür da, die eingegebenen Symptome der Nutzerinnen und Nutzer einzuschätzen. Je nach Kombination der gesundheitlichen Beschwerden zeigen solche Apps mögliche Diagnosen an und stellen dar, für wie wahrscheinlich das System jede einzelne Diagnosemöglichkeit hält.

Die KI besteht hierbei aus Algorithmen, die Schriftsprache verarbeiten können und auf Basis der getätigten Eingaben jeweils passende Informationen in einer Datenbank nachschlagen. Das Ergebnis, zu dem die KI kommt, hängt von diversen Faktoren ab und kann durch maschinelles Lernen weiterentwickelt werden.

Durch Software oder Chatbots wandelt sich nicht nur die Art und Weise, wie Ärztinnen und Ärzte tagtäglich arbeiten. Neue Technologien haben auch Einfluss auf die Rolle der Patientinnen und Patienten – und darum geht es im nächsten Beitrag.