Künstliche Intelligenz im Gesundheitswesen

Die Patientin steht vor einem schwarzen Hintergrund. Unter ihr eine spezielle Matte. Ein Computer scannt ihren gesamten Körper. Der Hautarzt macht mit einer Digitalkamera zusätzlich Nahaufnahmen von ihren Leberflecken. Nach wenigen Sekunden zeigt die Künstliche Intelligenz (KI) an, mit welcher Wahrscheinlichkeit es sich bei den Leberflecken um Krebs handelt. Denn die KI wurde in einem Prozess, den man Deep Learning nennt, mit über 120.000 Leberflecken trainiert. „Die KI steht mir mit einer Zweitmeinung immer zur Verfügung“, sagt Dr. med. Philipp Marcel Buck, Facharzt für Dermatologie in Hamburg. Er arbeitet in seiner Ordination täglich mit Künstlicher Intelligenz. „Vor allem wenn es komplexer wird, ziehe ich die KI hinzu“, sagt er in einem Interview mit der ARD. Die Diagnosen sind damit schneller und genauer. Die Schnelligkeit bei der Diagnose führt dazu, dass auch schneller gehandelt werden kann, beispielsweise der Hautkrebs operiert wird, bevor der Krebs beginnt zu streuen. Ein weiterer Vorteil: Die KI vergisst nichts. Auch nach zehn Jahren hat sie alle Leberflecke gespeichert und kann diese auf Veränderungen prüfen. 

Tumor zum Ausdrucken

Eines steht jetzt schon fest: Die KI wird in jedem Lebensbereich Einzug halten. Kneipp hat dazu bereits ausführlich berichtet. Aber wo kommt jetzt schon KI in der Forschung, in Spitälern oder Pflegeheimen zum Einsatz? Und wie sehr wird sich das Gesundheitswesen ändern? „Die medizinische Versorgung wird um ein Vielfaches besser“, ist KI-Experte und Keynote Speaker Christoph Holz überzeugt. Der KI-Experte spricht von personalisierter Medizin. Sämtliche Diagnose- und Behandlungsverfahren können individuell abgestimmt werden. „Sie müssen sich das beispielsweise so vorstellen, dass ein 3D-Drucker Ihren Tumor nachbildet und ausdruckt. Und die KI testet anhand des Modells hunderte Behandlungsverfahren oder Medikamente und ermittelt so, welche Therapie zum Erfolg führt und das in wenigen Minuten.“ Neben der maßgeschneiderten Medizin soll es Drohnen geben, die Medikamente liefern oder im Notfall mit einem Erste-Hilfe-Koffer zu einem Einsatz geschickt werden. „In Zukunft haben wir eine Uhr an unserem Handgelenk, die permanent unseren Gesundheitszustand überwacht. Alarm schlägt, wenn das Herz Aussetzer macht, uns Nährstoffe fehlen oder an unsere Medikamenten-Einnahme erinnert“, so Holz.

Supercomputing

Auch die Forschung wird sich durch die KI maßgeblich ändern. „Schon jetzt hilft die KI bei der Berechnung von Impfstoffen und die Medikamentenentwicklung wird sich um ein Hundertfaches beschleunigen. Wir werden die Medikamente schneller entwickeln aber auch individueller. Sprich, wir bekommen den Cocktail, der zu unserem Körper passt“, sagt Holz.

Ebenso geht der Pharma- und Biotechnologiekonzern Pfizer davon aus, dass durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen die Entwicklungszeit neuer Therapien verkürzt werden kann. Diese Erfahrung machte das Unternehmen bei der Entwicklung seiner Therapie gegen Covid: Durch Supercomputing gelang es, die Suche nach den richtigen Molekülen nicht nur zu beschleunigen, sondern auch dahingehend zu optimieren, dass das antivirale Medikament in Pillenform statt intravenös verabreicht werden kann. An Therapien der Zukunft arbeitet bei Pfizer ein „Machine Learning Hub“ von Berlin und Boston aus daran, neuartige Vorhersagemodelle und Analysemethoden zu entwickeln, um tiefgehende Erkenntnisse zur Pathophysiologie von Krankheiten und potenziellen Wirkstoffen zu gewinnen. Dr. Djork-Arné Clevert, Head of Machine Learning Research, Vice President bei Pfizer dazu: „Maschinelles Lernen beschleunigt nicht nur den Prozess, sondern erweitert auch die Tiefe unserer Analysen. Während menschliche Forscher:innen gut darin sind, lineare Zusammenhänge bis zu einem gewissen Punkt zu erkennen, übertrifft maschinelles Lernen uns bei komplexeren oder multidimensionalen Daten. Ein Mensch kann das komplexe Zusammenspiel von Milliarden von Zellen nicht mental verarbeiten – beispielsweise, wie sich Zellen differenzieren oder welche Gene wann und wie exprimiert werden. Maschinelles Lernen jedoch kann genau das leisten.“ 

Dr. Daniel Ziemek arbeitet bei Pfizer von Berlin aus in einem globalen Forschungsteam und drückt es so aus: „Wo wir noch vor zehn Jahren aus einem Tropfen Blut etwa 20.000 Datenpunkte erhalten haben, bekommen wir jetzt 20.000 Datenpunkte für jede einzelne der Tausenden von Zellen in diesem einen Blutstropfen. Eine solche Menge an Daten kann der Mensch nicht mehr bearbeiten. Wir benutzen schon lange immer bessere statistische Verfahren, um die Daten auszuwerten, aber in dieser Größenordnung kommt Künstliche Intelligenz ins Spiel“, sagt Ziemek, der Executive Director für Computer-Systemimmunologie. 

Künstliche Intelligenz in der Pflege

In der Pflege gibt es auch jetzt schon unterschiedliche Konzepte, Überlegungen und Forschungsansätze. Angefangen bei Robotern, die Essen servieren oder für einfache Gymnastikübungen eingesetzt werden und Pflegekräfte dadurch mehr Zeit haben. Zeit ist überhaupt ein Faktor in der Pflege, bei der KI helfen soll. „Hier ist die Hoffnung groß. Vor allem in der Dokumentation kann die KI sehr viel Arbeit abnehmen und damit die Pflegekräfte entlasten“, sagt KI-Expertin und Gründerin von Chemistree Rosmarie Steininger. Für sie steht aber auch fest: „Der Mensch bleibt aber immer der, der entscheiden wird. Ich sehe KI immer als Hilfsinstrument, das nicht über mich bestimmt, das ich aber einsetze, wie es mir gefällt.“

KI-Experte Holz glaubt, dass bald KI-Systeme auf den Nachttischen von Demenzkranken oder älteren Menschen stehen werden, die zum Beispiel in der Nacht den Weg zum Klo beleuchten. Durch Sensoren oder Videoüberwachung (die nicht aufgezeichnet wird) merken diese Systeme auch, wenn jemand aus dem Bett gefallen ist oder Herzprobleme hat und verständigen dann den Notruf. „Natürlich muss das zuvor rechtlich und ethisch geklärt sein“, sagt Holz. Überhaupt müssen zuvor noch viele rechtliche und ethische Fragen diskutiert werden, auch wenn jetzt schon technisch vieles möglich ist.

Der Roboter daheim

Individualisierte und optimierte Behandlungsprozesse, digitale Medizin zur Nachsorge und Therapie auch zu Hause, praktische Anwendung von Quantencomputer in der Medizin, Ärzte, die ganz selbstverständlich in ihrer Praxis KI einsetzen, Roboterassistierte Krankenhäuser​: All das und mehr soll kommen. Am Ende entscheidet dann der Markt, also jeder einzelne von uns, welche KI-Systeme sich durchsetzen werden und welche nicht. Was wir zulassen und wo wir lieber den Ausschaltknopf betätigen. In welchen Bereichen wir problemlos eine Maschine die Arbeit machen lassen und wo wir mehr Menschlichkeit einsetzen. Denn KI-Experte Holz ist jetzt schon überzeugt: „Fürs in den Armnehmen wird es immer Menschen geben, weil wir keinen Roboter akzeptieren.“

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