KI-basierte Diagnoseunterstützung in der Medizin mit »Pneumo.AI«

Wo bietet die KI-Anwendung den größten Nutzen?

Der Demonstrator »Pneumo.AI« wurde entwickelt, um spielerisch zu verdeutlichen, wie KI-Technologien und medizinisches Fachpersonal zusammenarbeiten können. Die Krankheit Pneumonie, besser bekannt als Lungenentzündung, beschäftigt in vielen Krankenhäusern spezialisierte Fachärztinnen und Fachärzte. Bislang mussten mögliche Erkrankungen unter anderem anhand von Röntgenbildern manuell identifiziert werden, um rechtzeitig entsprechende Behandlungen einzuleiten. Heute können Bilderkennungssysteme bei einer Diagnose unterstützen. Das spart Zeit und kann Fehleinschätzungen vermeiden.

Was ist Pneumonie?

Bei der Pneumonie handelt es sich um eine akute Entzündung der unteren Atemwege, gemeinläufig wird sie auch als Lungenentzündung bezeichnet. Anders als man gegenwärtig vermuten würde, stellt die Lungenentzündung in vielen Regionen der Erde auch heute noch eine schwerwiegende Erkrankung dar. Insbesondere in Entwicklungsländern sind Pneumonien eine der häufigsten Krankheits- und Todesursachen von Kindern im Alter von unter fünf Jahren.

Wie KI bei der Diagnose helfen kann?

Systeme der Künstlichen Intelligenz können Ärzt*innen bei der Diagnosestellung unterstützen. In diesem Fall hilft die sogenannte Computer Vision, also das Maschinelle Sehen, dabei, Erkrankungsmerkmale auf Thorax-Scans zu erkennen.

Wie sieht die Zukunft von KI in der Medizin aus?

Sowohl Ärzt*innen als auch Data Scientists sehen großes Potenzial für KI in der Medizin. In vielen Krankenhäusern liegen große Mengen an Daten vor, die für eine verbesserte Diagnoseunterstützung genutzt werden könnten. Wichtig ist dabei allerdings, dass die KI-Systeme immer nur als Assistenztools verstanden werden und das medizinische Personal stets die Entscheidungshoheit hat. Medizinische Daten sind zudem sehr sensibel und müssen besonders geschützt werden.

Was sind die Qualitätsmerkmale von »Pneumo.AI«?

• Geringer Aufwand: Da die Annotation von medizinischen Bilddatensätzen meist einen hohen Aufwand darstellt, ist es wichtig, dateneffiziente Algorithmen zu entwickeln, um einen möglichst geringen Annotationsaufwand zu erreichen.
• Direkte Auswertung: Die Verwendung von KI-Technologien macht eine direkte Auswertung des Scans/Röntgenbilds nach der Aufnahme möglich – ohne menschliche Interaktion. Darin zeigt sich das Potenzial, die Arbeitsprozesse in Kliniken zu optimieren, beispielsweise durch die Entwicklung eines Priorisierungssystems. Wichtig ist jedoch, dass die KI immer als Assistenzsystem für Ärzt*innen fungiert und niemals allein entscheidet.  
• Sichere Datenverarbeitung: Bei sensiblen Daten wie Patient*innendaten ist es essenziell, dass die angewandten KI-Verfahren sicher sind. Alle Daten müssen auf deutschen Servern liegen oder dürfen ausschließlich vor Ort bei Fachärzt*innen bzw. an Kliniken verarbeitet werden. 
• Leistungsstarke KI: Künftig wird bei der Auswertung von medizinischen Bilddaten auch die KI-basierte multimodale Analyse eine wichtige Rolle spielen, da einem Arzt / einer Ärztin während der Diagnose viele verschiedene Informationen zur Verfügung stehen, die den Gesundheitszustand bzw. Krankheitsverlauf von Patient*innen betreffen.