Die Künstliche Intelligenz (KI), auch als maschinelle Intelligenz bekannt, gehört zu den bedeutendsten Fortschritten in der Wissenschaft. Computer oder computergestützte Robotersysteme werden speziell dazu entwickelt und programmiert, sich kontinuierlich neues Wissen anzueignen und Probleme zu lösen. Heutzutage können Maschinen Aufgaben ausführen, von denen man früher dachte, dass dies ausschließlich Menschen vorbehalten sei.
Mit dem Aufkommen der KI ging auch die Weiterentwicklung des Gesundheitssektors einher. In diesem Beitrag wollen wir uns ansehen, wie nur einige KI-basierte Anwendungen die Gesundheitsbranche schon heute prägen.
Es heißt ja allgemein, dass Vorbeugen besser ist als Heilen. Bezogen auf den Einfluss, den die KI auf die Gesundheitsbranche hat, scheint diese Redewendung zutreffend zu sein. In der Vergangenheit konnte eine fehlerhafte Diagnosestellung zu ernsten, ja lebensbedrohlichen Gesundheitsproblemen führen. Seit dem Aufkommen der KI ist die Fehlerquote in der Gesundheitsdiagnostik im Vergleich zu klassischen Diagnoseverfahren jedoch gesunken. Fortschrittliche medizinische Bildgebungsverfahren bieten Patienten heute die Möglichkeit einer sorgfältigen Diagnose von chronischen Erkrankungen und vermitteln ihnen ein eindeutiges Bild über den Gesundheitszustand ihres Herz-Kreislauf-Systems, der Atemwege, des Sehvermögens und des Nervensystems. Die folgenden zwei asiatischen Unternehmen sind maßgeblich am Einfluss der KI beteiligt:
AirDoc: Das in Peking ansässige Gesundheitsunternehmen setzt KI und medizinische Bildgebung zur erweiterten Diagnostik ein. Das System von AirDoc zur Früherkennung von Netzhauterkrankungen kommt in medizinischen Einrichtungen, bei Augenoptikern sowie Augenärzten zum Einsatz. Mit einem nichtinvasiven Retina-Scan lassen sich mögliche Komplikationen durch frühe chronische Krankheiten innerhalb von Sekunden feststellen. Regelmäßige Scans geben detaillierte Hinweise zu diesen Erkrankungen und zu einer möglichen Behandlung.
Tricog: Das in der indischen Stadt Bangalore ansässige Unternehmen für prädiktive Gesundheitsanalysen ergänzt die klassische Diagnose von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die cloudbasierten Gesundheitsprodukte des Unternehmens, wie InstaECG und Vcardia, greifen auf modernste Hardware, KI sowie betriebsinternes medizinisches Fachpersonal zurück. KI-gestützte EKG-Geräte generieren Berichte, die in der Cloud bereit gestellt werden. Über den proprietären Algorithmus von Tricog erfolgt nun eine vorläufige Auswertung des Befunds, der anschließend vom medizinischen Fachpersonal des Unternehmens überprüft wird. Der verifizierte Befund kann letztlich per E-Mail, SMS oder App-Benachrichtigungen an den Patienten übermittelt werden.
Die KI kommt jedoch nicht nur bei der Diagnostik zum Einsatz, sondern auch in zahlreichen weiteren Bereichen, so etwa zur Vorhersage von Gesundheitsrisiken, bei der virtuellen Pflegeassistenz, der Sicherheit von Patientendaten, der Wirkstoffentdeckung und der robotergestützten Chirurgie. Die Einführung der KI hat nicht nur die Qualität der Dienstleistungen im Gesundheitswesen verbessert, sondern bietet zudem eine präzisere Diagnostik, schnellere und bessere Behandlungsmöglichkeiten sowie bessere Datenbanken für die Patientendatenverwaltung zur Vorhersage von Gesundheitsrisiken.
Im Dezember 2018 führten Kardiologen am Tan Tock Seng Hospital die erste robotergestützte Angioplastie in Singapur und Südostasien durch. Seit diesem ersten erfolgreichen Eingriff haben die Kardiologen das robotergestützte Verfahren bereits an mehr als 70 Patienten angewandt. Der chirurgische Roboterassistent ist in der Lage, einen Stent in die blockierte oder verengte Arterie des Patienten einzuführen und dort zu implantieren. Bei der konventionellen Angioplastie erfolgt das Einsetzen der Stents manuell, was das Verfahren anfällig für menschliche Fehler macht. Der Einsatz eines OP-Roboters hingegen sorgt für eine optimierte Platzierung von Stents und reduziert so die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler. Bei dieser Technologie steuert der Chirurg den OP-Roboter von einer Konsole aus (Abbildung 1), was ihm die Möglichkeit einer vergrößerten Darstellung der Arterie bietet. Damit erhält er eine detaillierte Ansicht der blockierten Arterie, was die korrekte Platzierung des Stents unterstützt.
Abbildung 1: Ein Chirurg steuert den Roboterarm von einer Konsole aus (Quelle BigMouse/Shutterstock.com))
Fortschritte im Gesundheitswesen sind eine unumgängliche Entwicklung. Daher werden künftig auch mehr KI-gestützte Gesundheitsprodukte, Anwendungen und Roboter zur Unterstützung von Ärzten und Patienten zum Einsatz kommen. Möglicherweise werden Operationen künftig gänzlich von Robotern durchgeführt werden, unter Beobachtung und mit nur minimalem Eingreifen durch Chirurgen. Nachfolgend finden Sie verschiedene KI-gestützte Entwicklungen, die die klassische Arbeitsweise im Gesundheitswesen von Grund auf verändern.
Intelligente medizinische Diagnostik und Bildgebung: KI-gestützte Computer unterstützen Ärzte bei der Erstellung von Pathologieberichten und körperlichen Untersuchungsbefunden sowie bei der medizinischen Bildgebung. Die medizinischen Daten oder Bilddaten eines Patienten werden mit Hilfe von Big-Data- und Deep-Data-Mining verarbeitet und analysiert. Im Anschluss an die Analyse untersucht das System klinische Variablen und gibt Hinweise zum Gesundheitszustand des Patienten.
Medizinroboter: KI-betriebene Roboter sind in der Medizinbranche weit verbreitet. So wirken beispielsweise intelligente Prothesen, Exoskelette und sonstige Hilfsgeräte körperlich unterstützend, verbessern die Mobilität von Patienten und unterstützen damit die Rehabilitation nach Verletzungen oder Operationen. Daneben kommen Roboter in modernen medizinischen Einrichtungen auch im Bereich Hygiene und Desinfektion zum Einsatz. Vor allem vor dem Hintergrund vermehrt auftretender Epidemien durch Bakterien oder Viren können Roboter zur Umgebungsdesinfektion eingesetzt werden. Krankenhäuser in aller Welt werden künftig zur Unterstützung des medizinischen Personals bei der Durchführung von Operationen verstärkt auf Roboterassistenten zurückgreifen. Die meisten Exoskelett-Roboter lassen sich von einer Konsole aus fernsteuern.
Intelligente Arzneimittelentdeckung: Als Arzneimittelentdeckung wird der Prozess der Entdeckung und Entwicklung von Medikamenten für den medizinischen Gebrauch bezeichnet. In der Vergangenheit wurden Wirkstoffe für Arzneimittel entweder zufällig oder in natürlichen Heilmitteln entdeckt. Der Einsatz von KI bei der Arzneimittelentdeckung hingegen ist ein Segen für die Pharmaindustrie und ihre Kunden, denn die KI verbessert die Agilität des Forschungsprozesses und verkürzt seine Dauer. Der größte Vorteil liegt jedoch darin, dass KI-gestützte Systeme die Wirksamkeit der entwickelten Medikamente genau vorhersagen und die Hersteller damit bei der Entwicklung effizienter Medikamente unterstützen.
Intelligentes Gesundheitsmanagement: Wir leben heute in einer Zeit, in der wir unseren Schlafrhythmus, Blutdruck und Kalorienverbrauch mittels Smartwatch oder Handy ganz einfach im Auge behalten können. Doch mit KI-betriebenen Geräten hat das Gesundheitsmanagement künftig noch deutlich mehr zu bieten. So können KI-unterstützte smarte Geräte dank regelmäßiger Erfassung von Daten zu Ernährung, BMI und Schlafzyklus eine Analyse des Gesundheitszustands vornehmen. Sie geben uns Gesundheitstipps, prognostizieren eine mögliche Krankheitsanfälligkeit und erinnern den Benutzer, auf seine Gesundheit und Sicherheit zu achten.
Wie jede andere Technologie ist auch die Einführung der KI in Anwendungen des Gesundheitswesens mit Kosten- und Sicherheitsbedenken verbunden. Im Vergleich mit anderen Technologien bietet die KI jedoch weitaus überzeugendere und gravierende Vorteile. Bei der Gestaltung des Gesundheitswesens von morgen spielt die KI daher eine weitreichende und dringend erforderliche Rolle.