Mit KI-Systemen und Big Data maßgeschneiderte Therapien entwickeln

Der digitale Fortschritt verändert auch die Verhältnisse im medizinischen Bereich. So können auf der Basis von Big Data heutige KI-Systeme personalisierte Therapien entwickeln, was ganz besonders bei seltenen Erkrankungen etwa der Netzhaut ein entscheidender Vorteil ist. Die Systeme müssen aber auch gegen Hackerangriffe geschützt werden.

KI ist nicht nur der Roboter

Wenn von künstlicher Intelligenz (KI) in der Medizin die Rede ist, taucht sofort der Gedanke auf, dass ein Roboter im weißen Kittel den Blutdruck misst oder gar die Augen operiert. In der Tat könnten autonome Maschinen solche Arbeiten übernehmen, ohne dass im Hintergrund ein Mensch die Zügel in der Hand hält. KI ist jedoch keineswegs auf den Roboter reduziert zu betrachten. Vielmehr handelt es sich dabei ganz allgemein um ein lernfähiges System, das Muster erkennt und Probleme selbständig lösen kann. Ob die Lösung des Problems anschließend einen medizinischen Roboter oder einen Chirurgen aus Fleisch und Blut zum Operieren veranlasst, spielt nicht die entscheidende Rolle.

KI in der Augenheilkunde

Die Augenheilkunde bietet durchaus günstige Bedingungen für den Einsatz von KI. Ein wichtiger Grund dafür ist, dass in diesem Teilbereich der Medizin bildgebende Verfahren und die darauf folgende Bildanalyse schon seit längerer Zeit im Einsatz sind. Die entsprechende Hardware, z. B. Kameras und Laserscanner, braucht also nur noch mit der KI vernetzt werden. Diese führt die Augenuntersuchung eigenständig durch, serviert anschließend dem zuständigen Arzt Untersuchungsergebnisse und Diagnose und macht obendrein noch Therapievorschläge. Zusätzlich verbesserte die KI als lernendes System dabei mit jedem Bild die Qualität ihrer Algorithmen und damit auch die Qualität ihrer Kompetenz in Sachen Diagnose. So sind KI-Systeme prinzipiell schon in der Lage, diabetische Retinopathien zu erkennen.

Das Potential von KI bezüglich Netzhautdiagnostik ist damit aber noch lange nicht ausgeschöpft. Inzwischen wird an der sicheren Vernetzung von OCT-Geräten mit KI-Systemen getüftelt. Das ist allerdings eine sehr große Herausforderung für die Lernfähigkeit des Algorithmus, weil das OCT dreidimensionale Bilder liefert, während Kameras hier nur zweidimensionales Material zu bieten haben. Auf alle Fälle ist sicher, dass KI die gerade bei Netzhauterkrankungen notwendige Personalisierung von Therapien weiter vorantreibt. Auch das editieren von Genen lässt sich mit KI zielgerichteter, schneller und kostengünstiger durchführen als mit herkömmlichen Methoden.

KI braucht Big Data

Die Arbeit hochentwickelter KI basiert auch auf auf Wissen und je mehr ihr davon zur Verfügung steht, um so besser. Das bedeutet, dass die Qualität der KI abhängig ist von der Datenmenge, auf die sie zurückgreifen kann. Dabei handelt es sich einerseits um allgemeine Daten – also beispielsweise über medizinische Grundlagen und vorhandene Therapien. Zum anderen benötigt die KI aber auch möglichst viele Daten vom jeweiligen Patienten. Am besten ist es, wenn ihr ein möglichst komplettes digitales Abbild von ihm zur Verfügung steht. Ist ein solches vorhanden, was heutzutage technisch kein Problem mehr ist, wird vom digitalen Doppelgänger oder vom digitalen Zwilling gesprochen. An diesem kann die KI z. B. Therapien ausprobieren um auf diese Weise zu testen, wie wirkungsvoll sie ist und wo ihre Risiken und Nebenwirkungen liegen auch im Hinblick auf Besonderheiten des Patienten liegen. Am Ende dieser Testreihe steht dann idealerweise die für den jeweiligen Patienten ganz persönlich passende Therapie, die ihm dann auch gefahrlos und nützlich verabreicht werden kann.

Und wie sieht es aus mit den Gefahren?

Diese Frage gehört grundsätzlich mit dazu, wenn von Big Data und KI gesprochen wird. Das ist auch im Hinblick auf deren Einsatz im medizinischen Bereich nicht anders. Dabei ist zu berücksichtigen, dass selbst die einfachsten Serviceroboter, die z. B. in der Klinik autonom das Mittagessen zum Patienten bringen, lernfähige Maschinen sind. D. h., auch diese Geräte verarbeiten bereits Unmengen an Daten. Die Datenmenge, die das gesamte KI-System eines Krankenhauses verarbeitet, ist um ein Vielfaches größer. Diese Datenmengen sind selbstverständlich für Hacker hochinteressant, weil man sie verkaufen und damit zu Geld machen kann. Des weiteren könnten Hacker auch das komplette System, das ja Teil des World Wide Web ist, übernehmen. Dann wären sie in der Lage, sämtliche Aktionen des Systems zu steuern. Es ist also notwendig, diese KI-Systeme gegen Hackerangriffe zu schützen. Krankenhäuser, die KI zum Nutzen der Patienten einsetzen wollen, brauchen daher nicht nur medizinisches Personal, sondern auch Informatiker, die sich auf dem Gebiet der Internet Security gut auskennen.

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