Datenanalyse und Mustererkennung KI für automatisierte Bilderkennung in der Medizintechnik

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Künstliche Intelligenz (KI) kann grosse Mengen von medizinischen Daten analysieren und Muster identifizieren. Ihr Einsatz in der Medizintechnik verspricht für viele Anwendungsbereiche grosses Potenzial – zum Beispiel für die automatisierte Bilderkennung.

Das Einsatzfeld für KI in der Bilderkennung im medizinischen Bereich ist gross. Zusammen mit Entwicklungspartnern und unterstützt durch mehrere klinische Partner entwickelt zum Beispiel das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT im Verbundprojekt «Ophthalmo-AI» ein intelligentes und interaktives Assistenzsystem für Augen­ärztinnen und -ärzte. Dieses System nutzt Methoden der erklärbaren Künstlichen Intelligenz, um nachvollziehbare Diagnosen und Behandlungsvorschläge zu erstellen. Ziel ist es, den Augenärzten dabei zu helfen, anhand von Bilddaten und klinischen Informationen eine korrekte Diagnose zu stellen und die bestmögliche Therapieentscheidung zu treffen. «Das KI-System kennzeichnet zunächst biologische Strukturen und pathologische Merkmale in den Bilddaten, um nachvollziehbare Vorschläge für das medizinische Personal zu generieren. Anschliessend leiten spezielle KI-Modelle Diagnosen aus den Bildbefunden und weiteren Patientendaten ab, machen Therapievorschläge und prognostizieren den Therapieerfolg. Durch interaktives maschinelles Lernen wird das Wissen der Ärztinnen und Ärzte in den Prozess integriert», erklärt Dr. Thomas Velten, Leiter Innovationsmanagement am Fraunhofer IBMT. «Zur Entwicklung des Systems werden umfangreiche und aufbereitete Behandlungsdaten in einer speziellen Datenintegrationsplattform verwendet. Und bei der umfangreichen datengetriebenen Verarbeitung werden die Datenschutzaspekte der DSGVO vollständig beachtet.»

KI-Algorithmen für mehr Qualität

Auch Siemens Healthineers nutzt im Rahmen seiner MRT-Portfolios KI-Algorithmen. Einige ihrer Magnetom MRT Scanner setzen beispielsweise Algorithmen bei der automatisierten Patientenpositionierung ein. Auf diese Weise soll in Zukunft auch die Bewegung des Herzens automatisch erkannt und damit das zeitintensive Anbringen von Elektroden vermieden werden. Des Weiteren nutzt das Unternehmen die Befundungs- und Reportinglösung Syngo Breast Care im Rahmen des Mammographie-Screenings, wo KI-Algorithmen helfen, einzelne Läsionen genauer zu beurteilen und die Zahl falsch positiver Befunde zu verringern – so werden unnötige invasive Diagnostiken vermieden. Um die Beurteilung der Mammographien noch mehr zu vereinfachen, liefert die Lösung eine auto­matische Klassifizierung der Wahrscheinlichkeit einer Brustkrebserkrankung.

Bildergalerie

Laut dem Prager KI-Start-up carebot sind Ärzte, die Künstliche Intelligenz einsetzen, in der Lage, Brustkrebs bereits im Frühsta­dium zu erkennen. Ihre KI-Anwendung AI MMG analysiert mammographische Bilder automatisch und erstellt eine quantitative Bewertung der Brustdichte. Auf diese Weise verhilft die KI den Radiologen zu einer besseren diagnostischen Genauigkeit und verringert die Variabilität ihrer Einschätzungen. Damit unterstützt sie die Früherkennung von Brustkrebs. Und auch Lungenkrebs soll mit der KI-Lösung früher erkannt werden: Laut carebot beträgt in diesem Fall die Chance des Patienten, das erste Jahr zu überleben, mehr als 87 Prozent. Im vierten Stadium liegt sie bei weniger als 19 Prozent. Ohne den Einsatz Künstlicher Intelligenz in der Praxis ist die Fähigkeit eines Arztes, den Befund Lungenkrebs im Frühstadium auf einem Röntgenbild zu erkennen – vor allem, wenn der Tumor noch sehr klein ist – sehr begrenzt, in den meisten Fällen sogar praktisch unmöglich. Durch eine schnellere Analyse von medizinischen Bildern wird die Diagnosestellung verbessert und die Behandlungsplanung beschleunigt.

KI beeinflusst künftig die gesamte Wertschöpfungskette der Medizintechnik – ein Thema, das sich auch die diesjährige Medteclive vom 18. bis 20. Juni 2024 in Stuttgart auf ihre Agenda gesetzt hat. «Wir erleben eine rasante Entwicklung der KI, sind in
Europa bei der Regulierung mit dem AI Act vorne dran und beleuchten auf der Medtec­live konkrete Anwendungsfelder und regulatorische Rahmenbedingungen von KI – in der Diagnostik genauso wie in der Produk­tion», sagt Christopher Boss, Geschäftsführer der Medteclive GmbH und Executive Director der Veranstaltung.

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