Künstliche Intelligenz (KI) | Beiträge ab Seite 2

Rund 1,8 Millionen Menschen in der EU sterben jedes Jahr an den Folgen eines Herzinfarktes. Um Re-Infarkte zu vermeiden, bedarf es einer Umstellung der Ernährung und mehr körperlicher Aktivität. Doch klinische Untersuchungen zeigen, dass es vielen Betroffenen schwerfällt, ihren Lebensstil nachhaltig umzustellen und dass die Therapietreue mit wachsendem zeitlichen Abstand abnimmt. Das will die jetzt gestartete europaweite TIMELY-Studie ändern, indem sie – gestützt auf künstliche Intelligenz (KI) – individuelle Ratschläge zum gesünderen Leben gibt und so die Versorgung von Herzinfarktpatient:innen nach ihrer Rehabilitation verbessert.

Ventrikuläre Extrasystolen – zusätzliche Herzschläge aus den Hauptkammern des Herzens – können mit ernsthaften Erkrankungen zusammenhängen. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) nutzen Maschinelles Lernen, um den Ursprungsort der Extrasystolen nichtinvasiv zu bestimmen. Dies könnte künftig die Diagnose und Therapie erleichtern und verbessern. Dazu setzen sie künstliche neuronale Netze ein, die auf synthetischen Daten aus einem realistischen Simulationsmodell trainiert sind.

Künstliche Intelligenz (KI) ist in der Medizin ein Hoffnungsträger geworden. Helfen soll sie auch bei der Behandlung der Multiplen Sklerose (MS). Dazu unterstützt die Europäische Kommission im Rahmen der Innovative Health Initiative das Projekt CLAIMS (Clinical impact through AI-assisted MS care) für 4 Jahre mit fast 10 Millionen Euro. Beteiligt sind 15 Partner aus 9 Ländern. Zu ihnen gehört die Ruhr-Universität Bochum, vertreten durch das Institut für Neuroradiologie im St. Josef-Hospital.

Der Tag der Intensivmedizin, den die Deutsche Gesellschaft für Anästhesiologie und Intensivmedizin (DGAI) und der Berufsverband Deutscher Anästhesistinnen und Anästhesisten (BDA) ins Leben gerufen haben, hat auch in diesem Jahr ein Schlaglicht auf die Intensivmedizin geworfen. Nach den schweren Corona-Jahren richtete sich der Blick dabei auch in die Zukunft. Und dieser ist optimistisch, was die medizinische Seite angeht, zugleich aber mahnend in Richtung Politik.

Maschinelles Lernens könnte laut einer Studie der University of Bristol Patient:innen mit Typ-1-Diabetes bei der Überwachung ihrer Blutzuckerwerte helfen. Denn die KI-Methode ist denen im Handel erhältlichen Verfahren zur Blutzuckerkontrolle in Hinblick auf Sicherheit und Wirksamkeit deutlich überlegen, heißt es. Konkret geht es um bestärkendes Lernen. Bei dieser Art des maschinellen Lernens lernt ein Algorithmus Entscheidungen zu treffen, indem verschiedene Handlungen ausprobiert werden.

Forschende um Andrew Meltzer von der George Washington University haben mit NaviCam eine schluckbare „Kamera-Pille“ entwickelt, die bisherige endoskopische Verfahren zur Inspektion von Magen und Dickdarm ablösen soll. „Eine traditionelle Endoskopie ist ein invasives Verfahren, ganz zu schweigen davon, dass es aufgrund der Notwendigkeit einer Anästhesie und des Arbeitsausfalls der Patient:innen für mindestens einen Tag kostspielig ist“, sagt Meltzer. Er kam auf die Idee, die navigierbare Kamera zu entwickeln, nachdem er Patient:innen behandelt hatte, die mit lebensbedrohlichen Magenbeschwerden in die Notaufnahme kamen und nicht endoskopiert werden konnten.

Kann ein menschliches Organ auf Einzelzellebene kartiert werden, um die Funktionalität einzelner Zellen zu verstehen? Wie unterschiedlich sind Zellen von Mensch zu Mensch? Helmholtz Munich Wissenschaftler:innen haben sich in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam dieser Herausforderung gestellt und mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) den „Human Lung Cell Atlas“ entwickelt. Der Atlas klärt über die Diversität einzelner Lungenzelltypen auf und erlaubt Rückschlüsse auf die Lungenbiologie von gesunden und kranken Organen. Somit ist er der erste Einzelzell-Atlas eines großen Organs. Erstellt wurde er im Rahmen des „Human Cell Atlas“ (HCA), einem weltweiten Gemeinschaftsprojekt zur Kartierung des gesamten Körpers auf Einzelzellebene. Die Ergebnisse wurden nun in Nature Medicine veröffentlicht.

Japanische Forscher:innen haben mittels Künstlicher Intelligenz (KI) zur Verarbeitung natürlicher Sprache die Charakteristika des Sprechens bei Patient:innen mit Parkinson untersucht. Demnach nutzen die Betroffenen mehr Verben und weniger Substantive sowie Füllwörter, wie Masahisa Katsuno und Katsunori Yokoi von der Nagoya University Graduate School of Medicine in Zusammenarbeit mit der Aichi Prefectural University und der Toyohashi University of Technology konstatieren.

Die Leistung der derzeit öffentlich verfügbaren KI-Angebote wie ChatGPT oder Bard übertrifft die Vorstellungen der meisten Menschen. Eine Recherche der Wahington Post zeigt nun, auf Basis welcher Inhalte die KIs trainiert werden, um Antworten in natürlicher Sprache geben zu können.

Wie lässt sich das individuelle Risiko, später eine Volkskrankheit zu entwickeln, genauer vorhersagen? Und: Welchen Einfluss hat die Wahl des Blutdrucksenkers auf das Epilepsierisiko von Bluthochdruckpatient:innen? Mit diesen beiden Fragen beschäftigen sich 2 herausragende Forschungsarbeiten aus dem Jahr 2022. Die Deutsche Gesellschaft für Innere Medizin (DGIM) und die Deutsche Stiftung Innere Medizin (DSIM) haben ihren renommierten Präventionspreis in diesem Jahr geteilt und an die Neuropädiaterin Dr. med. Corinna Doege und den Bioinformatik-Doktoranden Thore Buergel von der Charité verliehen. Die Preisverleihung fand im Rahmen des Internistenkongresses 2023 statt.

Die Digitalisierung im Gesundheitswesen bietet die Chance auf eine bessere Versorgung der Patient:innen. Mit dem Vorstoß des Bundesgesundheitsministeriums, die elektronische Patientenakte (ePA) ab Ende 2024 für alle Menschen verbindlich zu machen, erhält die Diskussion um die Sicherheit sensibler Gesundheitsdaten neuen Aufwind. Viele Patient:innen sind besorgt, dass ihre Daten in falsche Hände geraten könnten. Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (Fraunhofer IGD) verfolgt als Mitwirkender im Nationalen Forschungszentrum für angewandte Cybersicherheit ATHENE das Ziel, die Digitalisierung im Gesundheitswesen durch eine bessere Absicherung bei der Datennutzung voranzutreiben. Die beteiligten Wissenschaftler:innen geben auf der DMEA (Digital Medical Expertise & Applications) vom 25. bis 27. April 2023 in Berlin Einblicke in den aktuellen Stand der Forschung.

Die neue Smartphone-App „FAST.AI“ des gleichnamigen US-Entwicklers nutzt Künstliche Intelligenz zur frühzeitigen Erkennung von Schlaganfällen. Bei einem Testlauf in 4 bulgarischen Schlaganfallzentren mit rund 300 Patient:innen erreichte die Anwendung eine fast 100-%ige Erfolgsquote.
 

Der Chatbot ChatGPT zeigt, was künstliche Intelligenzen (KI) bereits zu leisten im Stande sind. Auch der Gesundheitssektor setzt mittlerweile auf das Maschinelle Lernen, beispielsweise bei der Erforschung und zielgerichteten Verwendung von Medikamenten, aber auch in der onkologischen Diagnostik sind KI-Systeme bereits angekommen. Die folgende Infografik zeigt nicht nur die Top-Health-Start-ups nach Finanzierungssumme, sondern auch dass Deutschland in diesem Bereich weit abgeschlagen zu sein scheint.

Globale Herausforderungen wie der Klimawandel, Pandemien und Urbanisierung, aber auch Cybersecurity und der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) sind Themen, bei denen es viele Anknüpfungspunkte zwischen der Gesundheitsbranche und der Raumfahrt gibt. Um das Potenzial von Synergien zu nutzen, wurde 2020 das INNOspace^®-Netzwerk Space2Health gegründet. Auf der Digital Health Conference (DHC) im November 2022 in Berlin wurden einige gemeinsame Projekte vorgestellt.

Im Kampf gegen Krebs sollen der Gesundheitssektor und Forschungsinstitute in der EU künftig enger zusammenarbeiten. Mit einer neuen Initiative will die Europäische Kommission unter anderem Datenbanken miteinander vernetzen, um Bildaten aus der Krebsmedizin auszutauschen, wie die Kommission in Brüssel mitteilte. Der Datenschutz solle dabei zu jedem Zeitpunkt eingehalten werden.

Die EU hat einem Konsortium unter der Leitung der Universitätsklinik Helsinki eine Finanzierung in Höhe von 7 Millionen Euro gewährt, um die Bedeutung der Darmmikrobiota als Triebkraft für chronisch systemische Entzündungen und ihrer Rolle im Krankheitsverlauf rheumatischer Erkrankungen zu untersuchen. Das Steinbeis Europa Zentrum unterstützt als Projektpartner die Kommunikations- und Verbreitungsaktivitäten des Projektes sowie die Verwertung der Forschungsergebnisse. Das Schweizer Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) hat zusätzliche 1,8 Millionen Euro bewilligt. Das Projekt startete im Januar 2023.

In Deutschland leiden schätzungsweise 4 Millionen Menschen an einer seltenen Erkrankung. Laut europäischer Definition tritt jede einzelne bei maximal 5 von 10.000 Menschen auf, in der Summe ist die Zahl der Patient:innen dann aber doch hoch. Bei den meisten der bisher beschriebenen seltenen Erkrankungen handelt es sich um angeborene Stoffwechselerkrankungen oder Hormonstörungen mit komplexem Phänotyp, die unbehandelt zu schweren Fehlfunktionen und verfrühtem Tod führen können. Bekannte Beispiele sind Cystischen Fibrose (CF, Mukoviszidose), Sichelzellkrankheit und spinale Muskelatrophie (SMA). Viele andere seltene Erkrankungen sind noch unzureichend charakterisiert (1).

Mit Fortschritten in der Entwicklung neuer Kontrastmittel sowie neuen Partnerschaften im Bereich Künstlicher Intelligenz (KI) baut Bayer sein umfassendes Radiologieportfolio weiter aus. Das Unternehmen wird auf dem Jahrestreffen der Radiological Society of North America (RSNA) vom 27. November bis zum 1. Dezember frühe klinische Daten zu Gadoquatrane vorstellen, einem makrozyklischen gadoliniumhaltigen Kontrastmittel, das sich derzeit in Phase II der Entwicklung befindet. Darüber hinaus gab Bayer 3 Kooperationsvereinbarungen für eine Digitalplattform sowie ein KI-Accelerator-Programm bekannt. Damit unterstreicht das Unternehmen sein Engagement für Innovationen, die das große Potenzial künstlicher Intelligenz (KI) nutzen und so Patient:innen und Mediziner:innen zugutekommen sollen.

Rückenleiden gelten gemeinhin als Volkskrankheit. Die genaue Ursache für diese Probleme zu finden, ist oft schwer. An einem Verfahren, mit dem sich Fehlstellungen und -belastungen des Rückens effizienter beobachten lassen, arbeitet ein Forschungsteam der TU Kaiserslautern (TUK), der Universitätsmedizin in Mainz und mit mehreren Unternehmen. Zum Einsatz kommen hierbei auch Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI), die helfen, die Wirbelsäule individuell zu analysieren. Auf der Medizintechnikmesse Medica in Düsseldorf stellt das Team seine Arbeit am Forschungsstand Rheinland-Pfalz vom 14. bis 17. November vor.