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von Isabella Pridat-Zapp

Auch IBM Watson Health und das Broad Institute von MIT and Harvard bauen ihre Partnerschaft zur einer besseren Prognostik von koronaren Herzerkrankungen mittels KI aus. Hierbei stützt sich die KI auf Genomics und klinische Befunde.

KI und bildgebende Verfahren

In einer Testumgebung hat ein von einem Team um Daniel Tse, Google, entwickelter Algorithmus bessere Ergebnisse erzielt, als die teilnehmenden 6 erfahrenen Radiologen. Es ging um das Erkennen der Anzeichen von Lungenkrebs. Das Team hat den deep-learning ­Algorithmus anhand von 42tsd. Lungen-CT Scans trainiert. Würde ein Radiologe pro Jahr 2000 Computer­tomographien der Lunge befunden, so bräuchte er dazu 21 Jahre. Angesichts dessen ist es nicht mehr so überraschend, dass der trainierte Algorithmus, der ja mit perfektem Gedächtnis auf alles Erlernte zugreifen kann, 11% weniger falsch positive Ergebnisse und 5% weniger falsch negative Ergebnisse als seine menschlichen Kontrahenten erzielen konnte. Allerdings betonen die Wissenschaftler, dass es sich um erste Tests handelt und vor einem Einsatz in Kliniken noch weitere größer angelegte Studien mit deutlich mehr Teilnehmern ­folgen müssen.

Die Nutzung von KI für die Auswertung der bildgebenden Diagnostik scheint auch für andere Krebsarten vielversprechend zu sein. Es wurden bereits wissenschaftliche Studien zum Beispiel zu der Erkennung von Brustkrebs und von Hautkrebs mittels KIs durchgeführt. Weltweit stehen Krankenhausärzten bereits AI-gestütze Systeme bei ihrer täglichen Arbeit zur Verfügung – in China beispielsweise schon seit mehreren Jahren.

Die Wissenschaftler um Daniel Tse betonen auch, dass Diagostik einen Befund ergibt, aber noch keine Therapie. Therapiepläne einer KI zu übergeben würde durch die vielen Variablen, die sich von Patient zu Patient unterscheiden, sehr schwer sein. In diesem Bereich spielt Genomics bereits heute eine Rolle um personalisierte Therapien zu ermöglichen und Ärzten relevante Daten und Vorschläge zu unterbreiten.

Watson for Drug Discovery ist eine cloudbasierte, KI-fähige Lösung, die wissenschaftliche Erkenntnisse und Daten analysiert, um bekannte und versteckte Zusammenhänge aufzudecken. Die Plattform ermöglicht es Forschern, neue Hypothesen mithilfe von dynamischen Visualisierungen, gesicherten Vorhersagen und einer in Biowissenschaften trainierten Verarbeitung natürlicher Sprache zu generieren. Die Plattform wird von Pharmaunternehmen, Biotech-Unternehmen und akademischen Institutionen verwendet. Die Abbildung zeigt mögliche genetische Marker für Darmkrebs. Abbildung: © IBM

Präventiv-Medizin und Genomics

IBM Watson Health und das Broad Institute von MIT und Harvard wollen in einem 3-Jahres-Projekt Ärzte mit diagnostischen Tools ausstatten, die mit Hilfe ­genetischer Daten die genetische Prädisposition eines Patienten für bestimmte Krankheiten ausweisen. So ergibt sich die Chance, vorbeugend zu intervenieren um das diagnostizierte Risiko zu verringern.

Diese Initiative wird generelle Bevölkerung-Daten verarbeiten sowie Daten aus Krankenhäusern, Gen-Datenbanken und elektronischen Gesundheits-Datenbanken. Zur Verarbeitung und Nutzung dieser Daten wollen IBM und das Broad Institute Algorithmen aufbauen, die in der Lage sind Trends zu erkennen und die Pattern zu nutzen, um eine Prädisposition für bestimmte Krankheiten zu erkennen.

Informierte Entscheidungen dank KI

Sehr viele Unternehmen bieten bereits Lösungen mit Künstlicher Intelligenz im Gesundheitsbereich an. Ein Beispiel hierfür sind die Watson Lösungen von IBM.

Watson for Oncology hilft Ärzten bei der Planung individueller Krebsbehandlungen. Der Arzt erhält so in verschiedenen Bildschirmdarstellungen die KI-Auswertungen von Daten aus medizinischen Fachzeitschriften, Lehrbüchern, klinischen Fallgeschichten, ergänzt durch die Familiengeschichte und die ­individuellen Befunde des Patienten, wie Gentests, Bluttests usw. Er erhält Hinweise auf existierende weitere Tests, die gewichtete Aussagen über den Verlauf der Krankheit und das individuelle voraussichtliche Ansprechen auf in Frage kommende Behandlungen ermöglichen. Die Informationen sind mit Belegen gekoppelt.

Watson for Genomics unterstützt Labore bei der detaillierten Befundung von Gentests und verhilft Ärzten so zu einem tiefen Verständnis der durch die Gentests gewonnen Erkenntnisse und deren Auswirkungen. Gentests ermöglichen erst die imfassende personalisierte Medizin, die heute Präzisionsmedizin heißt. Die sorgfältige und sehr ausführliche Befundung erbringt unter anderem auch im Rahmen der personalisierten Therapien für Krebspatienten großen Nutzen.

Zum Thema Gesundheit gibt es im Verwaltungsbereich auch Watson Health Solution for Child ­Welfare, Watson Assistant for Health Benefits und Watson Health Solution for Universal Access.

Quellen: Gizmodo, Australia, 21.05.2019, Zeitschrift Nature, 20. Mai 2019; IBM Watson Health, 13. Februar 2019, IBM.com, 21.06.2019

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