Künstliche Intelligenz in der Medizin: Der Computer weiß, was dir fehlt | Wissen & Umwelt | DW | 11.11.2018
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Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz in der Medizin: Der Computer weiß, was dir fehlt

Künstliche Intelligenz steckt mittlerweile in vielen Technologien. Stück für Stück erobert die KI dadurch die Medizin. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig – und manchmal auch kurios.

Illustration Vernetzung im Gehirn (Pixabay)

Künstliche Intelligenz erobert die Technik in Krankenhäusern und Arztpraxen

Niemand arbeitet fehlerfrei. In manchen Bereichen ist das aber gefährlicher als in anderen. In der Medizin kann zum Beispiel eine falsche Diagnose fatal sein – deshalb soll die Fehlerrate in der Zukunft durch künstliche Intelligenz (KI) deutlich vermindert werden. Auch wenn viele erfahrene Mediziner dem Einsatz von KI in Krankenhäusern und Arztpraxen kritisch gegenüberstehen, forschen Wissenschaftler in Labors rund um den Globus täglich an weiteren Einsatzmöglichkeiten für die Medizin. Die möglichen Einsatzbereiche für KI-Technologie sind überraschend vielfältig. 

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Eine Nase (Colourbox)

Die menschliche Nase ist KI bei der Atemanalyse unterlegen

Krankheiten erschnüffeln 

Der menschliche Atem enthält viele Stoffe, die zum Erkennen verschiedener Krankheiten genutzt werden können. Eine menschliche Nase ist aber nicht empfindlich genug, um die mehreren Hundert Stoffverbindungen im Atem vollständig wahrzunehmen. Britische Forscher haben eine durch KI gesteuerte Technologie entwickelt, die besser als eine Menschennase funktioniert.

Dafür wird der Atem eines Patienten von verschiedenen Sensoren erfasst. Daraus errechnet der Computer unter Nutzung künstlicher Intelligenz eine 3D-Grafik. Bestimmte Moleküle im Atem deuten zum Beispiel darauf hin, dass ein Patient Krebs hat. Die Sensoren können das frühzeitig erkennen und sind zudem wissbegierige Lerner. Indem Computer die Analysedaten vieler Patienten speichern und mit dem medizinischen Befund abgleichen, können sie ihre Diagnosen immer präziser stellen. 

Patientin beim Arzt (picture-alliance/Arco Images/F. Waldhaeusl)

Dem Arzt die subjektiven Schmerzen zu beschreiben ist nicht immer einfach. KI soll mit Sensoren helfen.

Schmerzwahrnehmung

Wo tut es denn weh? Eine Frage, die viele schon einmal beim Arztbesuch gehört haben. Aber nicht immer ist es leicht, die Schmerzen genau zu verorten oder treffend für den Mediziner zu beschreiben. Für Kinder oder Demenzpatienten ist es beispielsweise sehr schwierig, ihr subjektives Schmerzempfinden richtig auszudrücken. Künstliche Intelligenz soll dabei helfen, mit automatischer Schmerzerkennung.

Das funktioniert so: Hochauflösende Sensoren messen, wie Patienten auf Schmerzreize körperlich reagieren. Aus den Reaktionen der Haut, der Muskeln, der Atmung und zuletzt des Kreislaufs errechnet der Computer dann das subjektive Schmerzerleben.

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Gesichtserkennung am Computer (picture-alliance/picturedesk/H. Ringhofer)

Anhand der Kopfform oder der Stellung der Augen kann der Computer seltene Generkrankungen erkennen

Diagnose von Generkrankungen durch Gesichtserkennung

Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Gesichtserkennung. Die künstliche Intelligenz soll Medizinern dabei helfen, seltene Generkrankungen bei Kindern festzustellen – und zwar mithilfe der genauen Vermessung von Gesichtern.

Die Messwerte werden direkt mit vorhandenen Werten aus einer Datenbank abgeglichen, die spezifische genetische Dispositionen umfasst. Bestimmte seltene Generkrankungen lassen sich nämlich anhand der Kopfform oder der Stellung der Augen erkennen. 

Ein Muttermal auf der Haut (picture-alliance/OKAPIA KG, Germany/Neufried)

Maschinen, die von KI gesteuert werden, erkennen Melanome teilweise effektiver als erfahrene Dermatologen

Risiken frühzeitig erkennen

Fehler bei der Diagnose sind fatal. Künstliche Intelligenz kann die Fehlerrate vermindern. Und wenn sie den Arzt nicht ersetzen kann, so ist sie in manchen Bereichen doch eine große Hilfe. Gerade in der Hautkrebs-Diagnose hat sich KI bereits als äußerst nützlich erwiesen. Eine Studie zeigt, dass eine Maschine, die vorher mit zahlreichen Bildern einer hoch gefährlichen Hautkrebssorte trainiert wurde, weniger gefährliche Melanome übersah als erfahrene Dermatologen. 

Auch in der Gastroentrologie wird mittlerweile KI eingesetzt. Die Technologie soll zum Beispiel effektiver erkennen, ob Polypen in der Darmschleimhaut wirklich entfernt werden müssen oder nicht. 

Frau benutzt Smartphone im Bett (picture-alliance/PhotoAlto/F. Cirou)

Durch KI gesteuerte Chatbots sollen Betroffenen bei Depressionen zur Seite stehen

Ersatz für den Psychotherapeuten?

Wer einen Termin beim Psychotherapeuten braucht, der muss unter Umständen geduldig sein. Monatelange Wartelisten machen es für Betroffene oft unmöglich, schnell Hilfe zu erhalten. Künstliche Intelligenz soll in solchen Fällen die menschliche Rolle des Therapeuten vorläufig ersetzen.

Die Technik basiert auf der kognitiven Verhaltenstheorie: Patienten, die Symptome von Depressionen zeigen, können mit einem durch KI gesteuerten Chatbot kommunizieren. Dieser fragt nach dem Befinden, gibt Ratschläge, wie der Betroffene mit seinen Problemen umgehen sollte und steht 24 Stunden für Gespräche zur Verfügung. Eine Studie mit amerikanischen Collegestudenten zeigt einen Rückgang von Depressionen, nach regelmäßiger Interaktion mit dem Chatbot. 

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