Künstliche Intelligenz in der Krebsfrüherkennung
Der Begriff künstliche Intelligenz, kurz KI, weckt Emotionen. Bei vielen ist es Angst, bei anderen Neugier. Fest steht, die KI ist eine der Schlüsseltechnologien der Zukunft. Viele Bereiche werden durch sie einen Wandel vollziehen, sei es das Gesundheitswesen, die industrielle Produktion oder die Finanzbranche. Die Frage ist, welche Chancen und Risiken die KI überhaupt mit sich bringt. Diese betrachten wir ausführlich im Bereich der Medizin. Denn was ist wichtiger als die Gesundheit?
Was ist KI?
Was ist denn mit künstlicher Intelligenz gemeint? Im Grunde ist die Künstliche Intelligenz ein Teilgebiet der Informatik. Dabei forschen Expert:innen wie intelligentes Handeln auf Maschinen projiziert werden kann. Vor allem der Aspekt des Lernens soll automatisiert werden. Zu abstrakt formuliert? Einfacher gesagt soll ein Weg gefunden werden, wie Maschinen in bestimmten Situationen Entscheidungen selbstständig treffen und aus deren Konsequenzen lernen können. Wichtig zu verstehen ist es, dass die Technologien der KI nicht den Menschen ersetzen sollen. Vielmehr wird KI als alles verstanden, was Maschinen intelligenter handeln lässt, um den Menschen zu unterstützen.
Schneller und effizienter im Kampf gegen den Krebs!
Die Datenexplosion der vergangenen Jahre ist ein enormer Treiber der künstlichen Intelligenz. Aufgrund der riesigen Mengen von medizinischen Daten und der Vielfalt an Informationen, gilt es das Potenzial der intelligenten Software auch im Gesundheitswesen zu entfalten. Wo liegen nun die Möglichkeiten der KI in der Medizin? Wie können Patient:innen, Ärzt:innen und Gesundheitsorganisationen vom technologischen Fortschritt profitieren?
Durchschnittlich sterben jedes Jahr circa 230.000 Menschen in Deutschland an Krebs. Dies entspricht der zweithäufigsten Todesursache. Im Kampf gegen Krebs ist es vor allem wichtig ihn frühzeitig zu erkennen und die richtige Behandlung zu wählen. Die Diagnose Krebs wird nach folgendem Muster gestellt: Es wird eine Gewebeprobe entnommen und mikroskopisch untersucht. Dort wird untersucht, ob es Krebszellen gibt. Falls ja, was für Krebszellen sind es und wie viele gibt es davon? Das Suchen und Zählen der Krebszellen wird traditionell von Ärzt:innen selbst gemacht. Dies beansprucht jedoch einen enormen Zeitaufwand. Zudem sind die Diagnosen auch nicht immer fehlerfrei.
Die KI ist da schon etwas weiter. KI ist in der Erkennung von Bilddaten und Analyse von Bildern sehr schnell und präzise. Das Hamburger Startup MindPeak liefert ein System, das bei der Krebsdiagnose unterstützt. Das Unternehmen entwickelte die Anwendung “Breast IHC”. Damit können insbesondere Brustkrebszellen schnell identifiziert werden. Durch Bilderkennung kann die Anwendung betroffenes Gewebe erkennen, das ist klar. Doch woher weiß das System, wann es sich um Krebszellen handelt und wann nicht?
KI kann aus großen Datenmengen lernen. Das funktioniert im Prinzip so: Man füttert die künstliche Intelligenz mit Daten vergangener Krebsfälle. Das System lernt daraus und kann zukünftig erkennen, ob Krebszellen vorhanden sind oder nicht. Dabei gilt je mehr Daten dem System zur Verfügung stehen, desto präziser kann es lernen und folglich auch bessere Prognosen geben. MindPeak arbeitet dabei mit 7 Partnerlaboren zusammen und hat somit Zugriff auf über 20 Millionen Objektträger. Das sind eine Menge Daten, aus denen gelernt werden kann. Dieses Prinzip kann in Zukunft natürlich auch auf viele weitere Krankheitsbilder angewendet werden.
Daten können dabei sehr vielfältig sein. Von CT-Scans, MRT-Aufnahmen bis hin zu einfachen PDF-Dateien. Eine Ärztin oder ein Arzt hat einen enormen Zeitaufwand diese Dateien durchzusehen und sie abzugleichen, um ein Krankheitsbild zu erkennen. Die KI kann mehr arbeiten in kürzerer Zeit. Und Zeit ist das Entscheidende im Kampf gegen den Krebs.
Mehr KI, weniger Jobs?
Es gibt jedoch viele Herausforderungen, die gemeistert werden müssen, wenn KI eingesetzt werden soll. Besonders im Fall der Medizin wird hier einiges diskutiert. Wer ist verantwortlich falls eine Diagnose nicht zutreffend ist? MindPeak stellt dabei seine Anwendung zur Unterstützung zur Verfügung. Auf die Erfahrung der Ärzt:innen wird nicht verzichtet. Die endgültige Diagnose und auch Handlungsempfehlung stellen immer noch die Ärzte. Eine intelligente Software entscheidet nicht alleine, das darf sie auch gar nicht. Sie dient nur zur Unterstützung der Behandelnden, die gebraucht werden um endgültige Handlungsempfehlungen zu geben.
Somit wird der Arzt auch nicht ersetzt. Niemand verliert seinen Job. KI Technologien ersetzen kein Medizinstudium! Die Ausbildung und Erfahrung der Ärzt:innen wird im Prinzip nur produktiver eingesetzt. Die zeitintensiven Arbeiten werden von der KI übernommen. Teamwork ist gefragt. Die KI nimmt den Ärzt:innen viel Arbeit ab, erkennt Krebszellen schneller und präziser. Dann zeigt sie der Ärztin ihre Ergebnisse. Dieser kann jedoch selbst entscheiden welche Diagnose er oder sie stellt und wie eine Therapie gestaltet werden soll. Die Verantwortung liegt bei ihm. Ob der KI vertraut wird oder nicht, kann jeder selbst entscheiden. Somit liegt die Gesundheit der Menschen noch immer in den Händen der gut ausgebildeten Ärzt:innen.
Vielmehr werden eher mehr Jobs geschaffen. Die Systeme müssen geschaffen, programmiert, trainiert und implementiert werden. Viele neue Jobs sind daher im Bereich der Informatik zu finden. Doch nicht nur das. Neue Software muss auch verkauft und vermarktet werden. Wie man sieht schafft KI viele Möglichkeiten. Nicht nur Softwareentwickler:innen, auch die klassischen Marketing-Manager:innen, Verkäufer:innen, Kundenbetreuer:innen und andere werden gebraucht.
Beispielhaft kann das Produkt der Firma MindPeak herangezogen werden. Viele werden sagen, das System entlastet die Patholog:innen. Das ist positiv formuliert. Negativ hieße es, den Patholog:innen werde die Arbeit abgenommen. Das stimmt jedoch nicht. Das geschulte Auge der Patholog:innen wird nur nicht mehr für das stundenlange Untersuchen der Gewebeproben beansprucht. Vielmehr kann es dafür verwendet werden, die Diagnosen der intelligenten Systeme zu verwenden, um eine genauere Prognose des Krankheitsbildes zu erstellen.
Wie ethisch ist KI?
Das vor allem in Filmen dargestellte Horrorszenario, intelligente Maschinen könnten die Menschen komplett ersetzen, ist keine realistische Vorstellung. Wie angeführt kann eine KI nur aus Daten lernen mit denen sie gefüttert wird. Selbstständige Übernahme bestimmter Aufgaben ist damit nicht möglich. Wir Menschen kontrollieren, was die Maschine lernen kann und was nicht. Dadurch entstehen jedoch weitere Bedenken. Der Mensch kontrolliert die Daten. Es besteht auch die Möglichkeit, dass ein Mensch nur bestimmte Daten zur Verfügung stellt und somit Aspekte wie Werte, Normen und Ansichten einschränkt. Margaret Mitchell von Google Research in Seattle beschreibt diese Thematik treffend: “Steckt man Müll rein, kommt Müll raus.” Sollte ein Mensch zum Beispiel rassistische Gedanken haben und füttert eine KI damit, dann wird auch diese sich in die gleiche Richtung entwickeln. Jedoch liegt dabei das Problem beim Menschen und nicht in der Technologie. Dem System kann kein Vorwurf gemacht werden, da es von Beginn an neutral ist. Es lernt nur aus den verfügbaren Daten.
Ein weiteres, zentrales Thema ist der Datenschutz der Betroffenen. Damit das System Krebszellen erkennen kann, muss es aus anderen Patientendaten lernen. Damit kann eine Verletzung der Privatsphäre anderer Patienten einhergehen. Für Europa gilt dabei die Datenschutz-Grundverordnung. International sind jedoch viele Fragen (noch) ungeklärt. Institutionen des Gesundheitswesens arbeiten eng mit den Behörden der Länder zusammen, um KI verantwortungsbewusst einzusetzen.
Mit KI auf dem Weg zu besseren Jobs
Eine Technologie, die neue Chancen eröffnet, birgt immer auch Herausforderungen. Richtig eingesetzt können KI getriebene Technologien viel Gutes tun. Sie bietet ungeahnte Möglichkeiten, macht unsere Arbeit angenehmer, Menschen gesünder und das Leben leichter. Sie wird uns helfen Tätigkeiten zu reduzieren, die repetitiv und monoton sind. KI übernimmt die zeitintensive Arbeit und der Mensch kann sich auf die komplizierten, kreativen und anspruchsvollen Aufgaben konzentrieren. Die lästigen Aufgaben auf die KI abwälzen? Klingt gut!
KI erobert die Medizin
Eine künstliche Intelligenz kann nicht zaubern. Sie kann nur lernen, wenn sie mit Daten gefüttert wird. Gibt es keine Daten, kann sie eben nicht lernen. So einfach ist das. Nicht nur die Krebstherapie profitiert von dem technologischen Fortschritt. Weitere mögliche Anwendungsbeispiele in der Medizin gibt es reichlich. Auch diese folgen dem beschriebenen Prinzip. Erkenntnisse aus Patientendaten gewinnen, Muster erkennen und Diagnosen treffen. Augen-, Herz-, Magen-Darm-Erkrankungen können auf gleiche Weise erkannt werden. Es gibt viele Anwendungsfälle, die die Kraft der KI-Unterstützung im Gesundheitswesen aufzeigen. Ob die Erkennung von Schlaganfällen auf Basis von CT-Scans, die Beurteilung des Risikos plötzlicher Herzerkrankungen aufgrund von Herz-MRT Aufnahmen oder die Klassifizierung von Hautläsionen in Hautbildern, die künstliche Intelligenz kann in vielen Feldern Ärzt:innen zu unterstützen.
Das ist nur der Anfang. Die Möglichkeiten intelligenter Systeme in der Medizin sind nahezu unendlich. KI wird nicht nur unser Arbeitsleben angenehmer gestalten, sondern auch viele lebensbedrohliche Krankheiten erfolgreich bekämpfen. Wieso also sich von etwas abwenden, das womöglich Leben retten kann? Erfahrene Ärzt:innen und die präzise KI arbeiten künftig immer enger zusammen. Vielleicht kann dieses Team in ein paar Jahren der Krebs vollständig besiegen?
Beitragsbild National Cancer Institute / Unsplash
