KI in der Medizin  

Was ist Künstliche Intelligenz? 

Sprechen wir von Künstlicher Intelligenz (kurz: KI), dann meinen wir die Übertragung menschlichen Lernens und Denkens auf den Computer. So definiert das europäische Parlament den Begriff. Das Tolle ist: Intelligenz ist erlernbar – das gilt auch für die Computerprogramme, die in der Medizin verwendet werden. Wie das funktioniert? Beim sogenannten „überwachten Lernen“ wird eine Maschine, also ein Computer, mit verschiedenen Daten von uns Menschen gefüttert. Dabei zeigen wir dem System immer wieder, welcher Datensatz falsch oder richtig ist bzw. beim Beispiel in der Medizin gesund oder krank bedeutet. Laut Helmholtz Institut ist der Computer nach einer bestimmten Lernphase in der Lage, die richtige Antwort selbst herauszufinden und kann so Mediziner*innen bei der Auswertung bestimmter Datensätze unterstützen.  

Eine weitere Lernmethode für künstliche Intelligenz ist das „unüberwachte Lernen“. Hierbei wird dem Computer keine große Menge, sondern lediglich eine kleine Anzahl an Daten zugespielt. Diese soll er dann vergleichen und Unterschiede feststellen. So erkennt das System beispielsweise den kleinsten Unterschied zwischen zwei Röntgenaufnahmen. Auf diese Wiese kann manchmal bei uns Patient*innen der entscheidende Hinweis auf eine Erkrankung gefunden werden. 

KI in der Medizin: Unterstützung durch Software 

Künstliche Intelligenz kann in der Medizin ungemein hilfreich sein. Computerprogramme werden bereits jetzt in verschiedenen Fachbereichen eingesetzt, sowohl zur Prävention als auch bei der Behandlung oder Nachsorge von Patient*innen. Auch die Forschung profitiert enorm von der Digitalisierung in diesem Bereich.  

Aber wie sieht der Einsatz konkret aus? Hier einige Beispiele: 

• Bilddaten-Analyse: Mithilfe von KI können pathologische Veränderungen auf Bildern schneller erkannt werden. Beispielsweise werden Blutbilder automatisiert verglichen, um Krebszellen im Körper ausfindig zu machen. 

• Vermessungen des Körpers: Neue Technologie ermöglicht die genaue Vermessung von Organen. So kann zum Beispiel vor einer Geburt das Ausmessen einer Plazenta bei der Entscheidung helfen, ob die Gebärmutter möglicherweise zu klein für den Fötus sein könnte und das Baby eventuell früher zu Welt kommen muss.  

• Routinearbeiten: Eine Maschine braucht keinen Schlaf – im Vergleich zu stark beanspruchtem Pflegepersonal. Digitale Lösungen können dabei unterstützen, administrative Aufgaben zu vereinfachen oder zu übernehmen, um so das Personal zu entlasten.   

Im Fokus: KI in der Prothetik 

Unter anderem in der Zahnmedizin kommt künstliche Intelligenz bereits häufig zum Einsatz. Vor allem für die Herstellung von Zahnersatz werden häufig Software und Computersysteme verwendet. Das heißt für die Patient*innen, dass nicht mehr alle Maße und Abdrücke analog in der Zahnarztpraxis genommen werden müssen. Somit profitieren Sie von enormer Zeitersparnis und günstigeren Behandlungsoptionen. Mit Hilfe KI-gestützter Röntgenanalyse können Zahnmediziner*innen Befunde blitzschnell erkennen. Intraoralscanner erlauben dann die genaue Anpassung entsprechender Prothesen und Behandlungen, indem sie die Zahnabformung digital und ohne Berührung erledigen. Künstliche Intelligenz unterstützt Praxen außerdem in der Administration, z. B. in Form von sprachgesteuerter Behandlungsdokumentation. Einige Mediziner*innen setzen bereits vollständig auf digitale Lösungen, andere kombinieren das analoge Handwerk mit der neuen Technik. 

Auch für Menschen, die Gliedmaßen verloren haben, ist der Einsatz von KI zu medizinischen Zwecken interessant. In Deutschland kommt es jährlich zu ca. 250 Arm- und 18.000 Ober- und Unterschenkelamputationen. Künstliche Intelligenz hilft bei der Weiterentwicklung von Prothesen für Betroffene. Während konventionelle Prothesen, z. B. am Arm, hauptsächlich durch Muskelkontraktionen gesteuert werden und nur sehr eingeschränkte Funktionen im Vergleich zum biologischen Arm bieten, kann KI mittels Mustererkennung helfen und die Möglichkeiten der Prothetik erweitern. Ein Beispiel hierfür ist die Myo-Plus-Technologie von Otto Bock. Auch nach einer Amputation weiß das menschliche Gehirn, wie einzelne Bewegungsabläufe auszuführen sind. Mit Hilfe von hochsensiblen Elektroden kann die Prothese die Bewegungsmuster der Muskeln bei bestimmten Bewegungen messen und interpretieren und dann automatisch ausführen. Mittlerweile gibt es sogar Apps, die die Bewegungsmuster visualisieren und den Nutzer*innen helfen, diese besser zu trainieren. Im Beispiel von Otto Bock gibt es die dazugehörige Myo Plus App. 

Automatisiert und zuverlässig 

Künstliche Intelligenz bietet vor allem eine enorme Entlastung für die Fachkräfte, sei es durch automatisierte Vorgehen oder die Unterstützung bei wichtigen Entscheidungen. Das heißt für uns als Patient*innen: Wir werden besser versorgt, weil das Personal unter weniger Zeitdruck steht und von wissenschaftlichen Daten unterstützt wird. Wir können uns auf die detaillierte Auswertung unserer Gesundheitsdaten bei schwierigen Fällen verlassen und gleichzeitig eine adäquate Versorgung erwarten.  

Besonders in der Forschung liegt dank KI großes Potential. Je mehr Daten über Krankheiten und Behandlungsmethoden vorliegen, desto besser können Symptome analysiert und Erkrankte zielführend behandelt werden. 

DSGVO auch in der Medizin? 

Damit Computer programmiert und Untersuchungsergebnisse verglichen oder bewertet werden können, müssen erst einmal viele Datensätze als Grundlage vorhanden sein. Wie sieht es da mit dem Datenschutz aus? Carsten Marr vom Helmholtz-Institut betont, dass hauptsächlich die Informationen hinter den Daten wichtig seien. Die Namen der Patient*innen seien dabei völlig irrelevant für die Forschung. Das Digitalisierungsgesetz, welches im Mai 2021 beschlossen wurde, berücksichtigt sowohl die Patient*innen als auch die Forschenden bei der Nutzung künstlicher Intelligenz in der Medizin. Die neue Verordnung ermöglicht gleichzeitig erleichterten Zugang zu Daten für die medizinische Forschung und sichert die Anonymität der Patient*innen. 

Eine Schwierigkeit in der Anwendung künstlicher Intelligenz ist ihre Komplexität. So kann eine Ärztin zum Beispiel die Empfehlung eines Computers nicht unbedingt nachvollziehen, weil die Datenlage nicht transparent oder der Algorithmus für sie unverständlich ist. Hier muss sie selbst abwägen, ob sie dem System vertraut, ohne dessen Entscheidungsgrundlage zu kennen oder vollends zu verstehen. 

Auch für uns als Patient*innen kann künstliche Intelligenz erst einmal herausfordernd und komplex wirken. Hier hilft es, mit Expert*innen in den Austausch zu gehen, um Unsicherheiten aus dem Weg zu räumen. So können wir Diagnosen und Behandlungen besser verstehen und Vertrauen in die neue Technik aufbauen.  

Übrigens: Ob Sie Ihre Daten zur Verfügung stellen, können Sie seit Januar 2021 selbst bestimmen. Ihre Gesundheitsinformationen und Laborbefunde können Sie in der elektronischen Patientenakte (ePA) abspeichern und so Mediziner*innen mit Daten versorgen. 

Stete Forschung für unsere Gesundheit  

Der Einsatz von künstlicher Intelligenz in der Medizin wird stetig überprüft, überarbeitet und erforscht. Denn laut Fraunhofer Institut können auch Maschinen Fehler machen – sie werden schließlich von Menschen programmiert. Je mehr Daten aber zur Verfügung stehen, desto genauer können die Computersysteme arbeiten. Auch die dahinterliegende Technik und Software wird stets überarbeitet, sodass die Ergebnisse immer präziser und verlässlicher werden.  

Zudem muss zum Schutz der Patient*innen auch die ethische Frage im Blick behalten werden, besonders wenn und weil es um persönliche Daten geht. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert deshalb Programme, die sich mit diesem Teilbereich zu künstlicher Intelligenz in der Medizin beschäftigen. 

Dass Computersysteme die gesamte Arbeit in der Gesundheitsbranche übernehmen könnten, ist jedoch unrealistisch. Fachleute sprechen bei künstlicher Intelligenz in der Medizin immer von Assistenzmöglichkeiten. Die Technik kann Ärztinnen und Ärzten unterstützen, aber niemals ihre gesamte Arbeit ersetzen. Hier würde alleine der essenzielle menschlich-soziale Aspekt fehlen, den Maschinen kaum erfüllen könnten.