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Gesundheit So werden Daten die Medizin von morgen lenken

Künstliche Intelligenz eröffnet enorme Chancen in der Medizin. Bei aller Begeisterung stellen sich aber auch große ethische Fragen.
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Schon jetzt können die eigenen Gedanken die Prothese lenken – auch dank Künstlicher Intelligenz. Quelle: Ottobock
Prothese von Ottobock

Schon jetzt können die eigenen Gedanken die Prothese lenken – auch dank Künstlicher Intelligenz.

(Foto: Ottobock)

KölnDass Wolfgang Bauer ein rohes Ei greifen kann, gleicht einem Wunder. Der 24-jährige Landwirt hat seine rechte Hand bei einem Arbeitsunfall auf dem elterlichen Hof im bayerischen Dorfen verloren. Dreieinhalb Jahre später schleppt er wieder Kisten – und tippt Texte am Laptop, ganz filigran mit einer Prothese des Herstellers Ottobock.

„Durch die neue Steuerung fühlt sich meine Prothese wie meine gesunde Hand an. Ich stelle mir die Bewegung mit meiner Phantomhand im Kopf vor, und die Prothese führt sie aus, ohne dass ich etwas tun muss“, sagt Bauer.

Künstliche Intelligenz (KI) macht die intuitive Steuerung möglich, die an Gedanken anknüpft. Gemeinsam mit Medizinern des Klinikums Traunstein und der Uni Tübingen gelang es Ottobock, die Signale am Unterarmstumpf über Elektroden zu messen. Mit Algorithmen werden Muster erkannt und in spezifische Bewegungen übersetzt – eine Revolution.

„Musste man früher Muskelkontraktionen erzeugen und lernen, die Prothese zu bedienen, lernt heute die Kunsthand vom Anwender“, erklärt Andreas Goppelt, Chief Technology Officer von Ottobock. Per App konfiguriert der Nutzer die Prothese nach eigenen Wünschen – etwa, was Tempo und Rotation der Hand angeht.

Goppelt hat noch einiges vor: Die lernfähigen Prothesen sollen einen Rückkanal zur Cloud des Herstellers bekommen. So kann dieser wie bei der Industrie 4.0 alle Signale zur vorausschauenden Wartung nutzen – und über Datenanalyse das Produkt optimieren, sofern der Nutzer einwilligt. „Anwenden werden wir das zuerst für künstliche Knie, Beine und Füße“, sagt Goppelt. Bis 2022 will Ottobock 50 Millionen Euro in Digitalisierung investieren. „In Zukunft bieten wir Patienten auch Softwareupdates über die Cloud an“, so Goppelt.

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Auch bei orthopädischen Diagnosen helfen KI-Systeme: Ein mit Sensoren gespicktes System stellt schon heute anhand weniger Kniebeugen fest, welchen Arthrosegrad ein Patient hat – und unterstützt bei der Wahl des passenden Hilfsmittels.

So wie der niedersächsische Weltmarktführer für Prothetik ergreifen immer mehr Akteure im Gesundheitswesen die Chancen der KI, die auf lernfähigen Algorithmen basiert. Die Hoffnung, über die clevere Verknüpfung massiver Datenmengen die Effizienz und Qualität zu heben, gilt für fast alle Felder: schnellere Wirkstoffentwicklung, treffsicherere Diagnosen, innovative Therapieformen, effizientere Verwaltung.

Doch zugleich wächst die Unruhe unter Ärzten, die die Vision von „Doc Data“ als konkrete Bedrohung für ihre Jobs sehen, gerade bei Routineaufgaben. Und wie üblich bei umwälzenden Technologien, hält die Regulierung dem Tempo nicht stand. Auch Goppelt erkennt hier bei KI eine Hürde.

Michael Forsting, Direktor der Universitätsradiologie Essen, sieht in erster Linie die Chancen der Digitalisierung – und betont, wie wichtig ärztliches Expertenwissen bleibe: „In der Radiologie hängt der Erfolg von KI davon ab, wie valide die Daten sind, mit denen Ärzte die Algorithmen trainieren.“ KI-Werkzeuge dienten einzig dazu, die Medizin im Patientensinne zu verbessern. „Ohne KI wird es keine personalisierte Medizin geben“, sagt Forsting.

Ein einzelner Arzt könne die hochkomplexen Einflussfaktoren, die für eine einzelfallbezogene Therapie zu bedenken sind, nicht mehr im Kopf verarbeiten. „Personalisierung ist der einzige Grund, warum wir die Digitalisierung weiter vorantreiben müssen – und nicht wegen irgendwelcher Patientenakten.“

Der Präsident des Deutschen Röntgenkongresses, der heute in Leipzig startet, hält manche Bedenken für übertrieben: „Wir werden entlastet bei Routinediagnostik, ja, aber andererseits gibt es gar nicht genug Ärzte, wenn man beispielsweise in Deutschland wie in den USA ein Lungenscreening zur Pflicht machen würde.“ Man könne KI in der Radiologie mit einem Autopiloten im Flugzeug vergleichen – auf den Piloten verzichte man dennoch nicht.

Bisher wurde in der hypothesengetriebenen Medizin alles mathematisch modelliert, um statistische Daten auszuwerten. KI komme von der anderen Seite, so Forsting: Dem Algorithmus würden Hunderte Bilder vorgelegt, in denen sehr gute Ärzte einen Tumor markiert haben – die Merkmale findet der Algorithmus anschließend selber heraus. „Entscheidend ist das Training durch Topärzte. Im strukturierten Zusammenspiel entsteht die Chance auf Zentren für Super-Diagnostics.“ Sie könnten Diagnosen und Therapieempfehlungen in neuer Qualität liefern.

 Unikliniken als Vernetzer

Forsting sieht bei der Algorithmen-Entwicklung Unikliniken „auf dem Fahrersitz“. Da kleinere Krankenhäuser immer seltener Abteilungen wie Radiologie, Pathologie, Humangenetik, Virologie oder Nuklearmedizin vorhalten können, wachse die Bedeutung der Unikliniken auch als Vernetzer in der Diagnostik über Fächergrenzen hinweg. Die größten Verbesserungspotenziale durch KI erwartet Forsting in der sprechenden Medizin – vom Hausarzt über Internisten bis zum Psychiater. „Denn da werden noch die meisten Fehler gemacht.“

Alena Buyx, Professorin für Ethik der Medizin und Gesundheitstechnologien an der TU München, sieht den KI-Vormarsch mit gemischten Gefühlen, wenn es um die psychische Gesundheit geht. Sie hat systematisch untersucht, wie „verkörperte KI“ – also etwa Roboterpuppen für autistische Kinder oder computergenerierte Avatare – dabei helfen kann, psychische Erkrankungen zu behandeln. Ihr Fazit: „Es fehlt noch an Zulassungsverfahren und ethischen Handlungsvorgaben“, sagt Buyx.

 Sollte ein Arzt künftig auch eine App verschreiben können? Ein im Mai vorgelegter Gesetzentwurf des Gesundheitsministers Jens Spahn sieht genau dies vor. Buyx, die auch dem Deutschen Ethikrat angehört, erkennt großes Potenzial für niedrigschwellige Therapieangebote wie Chatbots auf dem Smartphone. „Apps werden in Deutschland in Zukunft normale Medizinprodukte sein, die aber auch außerhalb unseres kostengetriebenen, zeitgetriebenen Systems zum Einsatz kommen“, sagt sie. „Dennoch müssen die KI-gesteuerten Apps ebenso wie Therapeuten im Ernstfall klare Warnprotokolle befolgen – etwa bei Suizidgedanken.“ Noch sei längst nicht allen Nutzern klar, dass auf der Gegenseite kein Mediziner sitze. „Viele kommunizieren mit Therapie-Chatbots und glauben, dahinter stecke ein Arzt.“

Mehr: Bereits jetzt kann Künstliche Intelligenz zum Beispiel Hautkrebs erkennen. Wie das funktioniert, lesen Sie hier.

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