Präzisere und schnellere Diagnose: Klinikum Fulda setzt verstärkt auf Künstliche Intelligenz
Mit jedem Patienten, den er behandelt, gewinnt ein Arzt Erfahrung. Wenn Computer anhand von Patientendaten dazulernen, dann ist das Künstliche Intelligenz in der Medizin. Bei deren Einsatz ist das Klinikum Fulda in Deutschland vorn. Davon profitieren das Klinikum – und der Patient.
Fulda - Wenn im Klinikum Fulda ein krebskranker Mensch mit Strahlen behandelt werden soll, wird zunächst auf der Basis von Computertomographie-Bildern ein virtuelles dreidimensionales Modell des Patienten angefertigt. „An dem Modell sehen wir, wie wir am besten mit Strahlen an den Tumor herankommen“, erläutert Dr. Michael Reinert (54), Leiter der Medizinischen Physik im Klinikum Fulda und Beauftragter für Künstliche Intelligenz.
Fulda: Klinikum setzt verstärkt auf Künstliche Intelligenz
Bis Januar 2020 hatten Mediziner aus Fleisch und Blut die Aufgabe, aus den vielen Bildern des Computertomographen (CT) im Modell die Organe herauszuzeichnen. Denn wo etwa die Leber endet und die Milz beginnt, das „weiß“ der Computertomograph ja nicht. Seit Anfang 2020 setzt das Klinikum hier auf maschinelles Lernen. „Das Herauszeichnen übernimmt jetzt der Computer. Er lernt an unzähligen Beispielen, wie ein bestimmtes Organ im CT-Bild aussieht“, erläutert Reinert. „Der Computer arbeitet mittlerweile präziser und schneller als der Mensch.“
Das Programm, mit dessen Hilfe der Computer lernt, wird von einem Start-Up im finnischen Helsinki entwickelt. „Bei einer internationalen Tagung zur physikalischen Medizin haben wir uns getroffen. Wir waren bundesweit das zweite Krankenhaus, das diese innovative Technik anwendet“, berichtet Reinhart. (Lesen Sie auch: 3G entfällt nicht für alle: Klinikum passt Corona-Regeln für Patienten und Besucher an)
Am Ende überprüft aber immer ein menschlicher Mediziner die dreidimensionalen Bilder der Organe aus dem Computer. Das Besondere: Das Programm lernt anhand der Daten aus den Krankenhäusern immer weiter – und wird noch besser. „Wir warten nicht, bis die neue Technik fertig im Regal steht, sondern wir gehören zu den Kliniken, die die Entwicklung vorantreiben“, betont Dr. Thomas Menzel (60), Vorstandschef des Klinikums.
Möglich werde der gewinnbringende Einsatz Künstlicher Intelligenz nicht zuletzt durch den technischen Fortschritt, erklärt der Klinikum-Chef: „Ein feinschichtiges CT-Bild umfasst 100 bis 200 Megabyte Daten. Wenn der Computer in kürzester Zeit 10.000 dieser Bilder vergleichen will, ahnt man, welche leistungsfähige Speicher und Computer dazu erforderlich sind.“
Auch in der Bilderkennung setzt das Klinikum immer mehr auf Künstliche Intelligenz – dank eines Programms, das von einem Start-Up in Berlin entwickelt wurde. Wenn der Radiologe ein Bild von einer möglicherweise erkrankten Lunge untersucht, dann hilft ihm Künstliche Intelligenz beim Befund.
„Das CT liefert viel mehr Daten, als das menschliche Auge erfassen kann. Künstliche Intelligenz nutzt auch Daten, die das Augen nicht sieht. Der Befund wird so empfindlicher und genauer“, berichtet Reinhart. Auf einem CT-Bild einer Lunge sehen die Narben einer früheren Tuberkulose-Krankheit fast genauso aus wie ein kleiner Tumor. Der Computer findet die winzigen Unterschiede oft leichter als der Mensch.
Künstliche Intelligenz am Klinikum
2000 Patienten werden pro Jahr im Klinikum bestrahlt – dank Künstlicher Intelligenz besonders präzise.
100 bis 200 Megabyte Daten umfasst ein feinschichtiges Computertomographie-Bild.
2 deutsche Krankenhäuser sind Partner eines finnischen Start-Ups für maschinelles Lernen in der Medizin – das Klinikum Fulda ist eines von ihnen.
Der Computer soll dem Mediziner helfen, aber er soll ihn nicht ersetzen. Das ist Klinikum-Chef Menzel ganz wichtig. „Die Künstliche Intelligenz arbeitet nicht eigenständig. Immer hat ein Arzt das letzte Wort. Aber die maschinelle Intelligenz erleichtert die Diagnose. Der Computer sieht mehr als der Mensch.“ (Lesen Sie auch: Weniger Babys im Kreis Fulda als in den Vorjahren - Klinikum knackt Allzeit-Rekord)
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Die Befunde am CT-Bild werden oft durch Gewebeproben (Biopsien) der betroffenen Körperregionen überprüft. Das Ergebnis der Biopsie bestätigt dann entweder den Diagnose-Vorschlag der Künstlichen Intelligenz – oder verwirft ihn. Aus den Ergebnissen der Biopsien lernt die Künstliche Intelligenz weiter.
Auch in der Diagnostik von Multipler Sklerose und Demenz im Kernspintomographen hilft der lernende Computer entscheidend. Denn die Veränderungen im Gehirn durch die Krankheit sind am Anfang sehr fein – so fein, dass der Rechner sie besser erkennt als der Mensch.
Künstliche Intelligenz in der Medizin setzen viele Menschen heute schon im Handy ein. Die Diagnose-App „Ada“ erklärt dem Nutzer, der ihr seine Beschwerden schildert, unter welchen Krankheit er vermutlich leidet. „Wir überlegen, ob wir ‚Ada‘ in der Zentralen Notaufnahme einsetzen“, erklärt Menzel. „Wenn Patienten die Fragen der App in der Wartezeit beantworten, wäre das eine zusätzliche Information für den Arzt, ohne dass das die ärztliche Diagnose ersetzen könnte.“