Künstliche Intelligenz (KI) | Beiträge ab Seite 3

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.

Verglichen mit Männern sterben Frauen häufiger an einem Herzinfarkt. Gründe sind Unterschiede im Alter und in Begleiterkrankungen, die auch die Risikoabschätzung bei Frauen erschweren. Mit Hilfe künstlicher Intelligenz (KI) haben Forschende der Universität Zürich eine neue Risikobewertung entwickelt (1), die die personalisierte Versorgung von Frauen mit Herzinfarkt verbessert.

Darmkrebs gehört zu den häufigsten Krebsarten und Krebs-bedingten Todesursachen in Europa. Da die Entwicklung aus zunächst gesunder Schleimhaut bis zur Entwicklung eines Kolonkarzinoms 10 Jahre dauern kann, spielt Früherkennung bei dieser Krebsart eine wichtige Rolle. Hierzu wird insbesondere die Darmspiegelung eingesetzt, bei Männern ab dem 50., bei Frauen ab dem 55. Lebensjahr. Falls Verwandte ersten Grades betroffen sind, so soll die Früherkennungsmaßnahme bereits 10 Jahre früher erfolgen.

Künstliche Intelligenz (KI) unterstützt die Menschen in Medizin, Mobilität und im Arbeitsalltag. Grundlage für KI-Systeme ist das Training mit Daten – häufig auch personenbezogenen Informationen. Die Methode des verteilten maschinellen Lernens kann den Datenschutz bei der Entwicklung von KI-Anwendungen verbessern, da die verwendeten Daten dabei nicht zentral gebündelt werden, sondern auf den Endgeräten und damit bei den Usern verbleiben. Allerdings kann dies auch neue Angriffspunkte für Cyberkriminelle schaffen. Einen Überblick über Potenziale und Risiken des verteilten maschinellen Lernens gibt die erste Ausgabe von KI Kompakt, einer neuen Publikationsreihe der Plattform Lernende Systeme.

Ein Forschungs-Team unter der Leitung der Maastricht University nutzt Künstliche Intelligenz (KI) zur COVID-19-Infektionsermittlung via Stimmen-Screening per Handy-App. Das eingesetzte KI-Modell sei genauer als der Lateral-Flow-Test und der Rapid-Antigen-Test. Die aktuelle Lösung sei zudem kostengünstig sowie rasch und leicht einsetzbar – also auch in Ländern mit geringen Einkommen einsetzbar, wo PCR Tests teuer und/oder schwierig zu verteilen sind.

VisionHealth und Boehringer Ingelheim kooperieren künftig bei der App Kata^® zur Therapieunterstützung bei Asthma und COPD: Kata^® ist eine als Medizinprodukt Klasse IIa zertifizierte App, die Menschen mit chronischen Lungenerkrankungen gezielt bei der Inhalation unterstützt. Hier besteht großer Bedarf, denn entscheidender Faktor für den Therapierfolg ist die korrekte Anwendung des Inhalationsgerätes. Studien zeigen jedoch Fehlerquoten zwischen 32 und 100% bei der Applikation (1-5). Bei einer fehlerhaften Inhalation erreicht weniger Wirkstoff die Lunge, was auf Dauer zu schwereren Krankheitsverläufen führen kann. Wiederholte Schulungen der Patienten mit den jeweiligen Inhalationsgeräten sind in der Praxis aufgrund fehlender Ressourcen häufig nicht möglich.

Forschende der Medizin, Informatik und Mathematik werden am Zentrum für Digitale Medizin und Gesundheit (ZDMG) künftig gemeinsam neue Ansätze in den Bereichen Data Science und Künstliche Intelligenz entwickeln und deren klinische Anwendung vorantreiben. Für den Forschungsneubau an ihrem Klinikum rechts der Isar erhält die Technische Universität München (TUM) rund 43,6 Millionen Euro vom Bund und vom Freistaat Bayern.

Die Klassifikation von Hirntumoren – und damit die Wahl der optimalen Therapieoptionen – kann durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz in Kombination mit physiologischer Bildgebung genauer und präziser werden. Das ist das Ergebnis einer umfangreichen Studie der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften (KL Krems). Darin wurden Methoden des Multiclass Machine Learnings zur Analyse und Klassifizierung von Hirntumoren anhand von physiologischen Daten aus Magnetresonanztomografien eingesetzt. Die Ergebnisse wurden anschließend mit Klassifizierungen durch menschliches Fachpersonal verglichen. Dabei zeigte sich die Künstliche Intelligenz unter anderem in den Bereichen Genauigkeit, Präzision und Fehlklassifikation überlegen, während das Fachpersonal bei der Sensitivität und Spezifität besser abschnitt.

Forschende der Dresdner Hochschulmedizin testen mit 13 internationalen Partner:innen ein Entscheidungshilfesystem für die invasive Beatmung von schwerkranken Patient:innen. Das Projekt „Intelligente Lungenunterstützung für beatmete Patient:innen auf der Intensivstation (IntelliLung) im EU HORIZON-HLTH-2021 ist die erste von der Technischen Universität Dresden koordinierte klinische Studie, für welche die Europäische Union Gelder bewilligt hat.

Ob bei Diagnostik, Therapie oder in der Forschung – der Einsatz von künstlicher Intelligenz kann helfen, die medizinische Behandlung im Alltag zu verbessern. Der Arbeitskreis Ärzte und Juristen der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e.V. (AWMF) hat in seiner jüngsten Sitzung diskutiert, welche Voraussetzungen es braucht, damit Ärztinnen und Ärzte mit Hilfe von Algorithmen bessere Entscheidungen treffen können. Für die Zukunft ist aus Sicht der Expertenrunde unter anderem wichtig, offene Haftungsfragen zu klären.