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KI und medizinische Bildgebung: Künstliche Intelligenz bietet zusätzliche Unterstützung bei der Patientendiagnose

Innovation ist im Bumrungrad International Hospital ein zentraler Unternehmenswert und der Schlüssel zur Verbesserung etablierter Pflegestandards. Das Krankenhaus setzte bereits frühzeitig auf die Anwendung einer Vielzahl von vielversprechenden Gesundheitstechnologien. Hierzu zählen u.a. folgende Ergänzungen:
 
  • TrakCare“ – ein neues elektronisches Patienteninformationssystem (EPIS), mit dessen Hilfe die Ärzte und das medizinische Personal im Bumrungrad International Hospital eine noch effizientere Behandlung für die jeweiligen Krankenhauspatienten bieten können;    
  • „Bumrungrad Anywhere“ – ein neuer telemedizinischer Dienst, der es Patienten ermöglicht, über den mobile Anwendungsservice einen Arzt per Handy oder Tablet zu konsultieren;
  • „IBM Watson for Oncology“ – ein auf künstlicher Intelligenz basierendes System, das den Bewertungs- und Entscheidungsprozess bei der Krebsdiagnose und -behandlung unterstützt. Bumrungrad war das erste Krankenhaus weltweit, welches das KI-System „Watson for Oncology“ eingesetzt hat.
 
Die medizinische Bildgebung stellte einen weiteren Bereich im Gesundheitswesen dar, bei dem ein „hohes Potenzial“ für Anwendungen mit künstlicher Intelligenz (KI) erkennbar war. Vereinfacht ausgedrückt beruht das Prinzip darauf, einem Gerät das genaue Lesen von CT-Scans, Röntgenaufnahmen, Mammografien und anderen medizinischen Bildern beizubringen. Diese stellen ein wichtiges diagnostisches Instrument zur genauen Bestimmung von vielen verschiedenen Krebsarten, zahlreichen sonstigen Krankheiten und Verletzungen, z.B. Knochenbrüche, dar.  
 
Jene zu erfüllende Aufgabe, die wir für das KI-System vorgesehen hatten, sollte nicht als Alternative oder als Ersatz für den jeweiligen Facharzt oder Radiologen dienen, dessen aktive Rolle sich dabei nicht ändern würde. Die KI dient vielmehr als ein zusätzliches Instrument zur Unterstützung der menschlichen Entscheidungsfindung als sogenannte „Zweitmeinung“ während des Diagnoseprozesses des Arztes. Ein zusätzlicher Vorteil, den wir für das KI-basierte Bildgebungssystem antizipiert haben, besteht darin, dass aufgrund seiner Fähigkeit die Lernkurve von Assistenzärzten mit weniger Erfahrung beim Lesen von medizinischen Bildern beschleunigt werden kann.


Pilotstudie
 

Vor ungefähr drei Jahren begann Bumrungrad damit, eine Pilotstudie durchzuführen hinsichtlich der Wirksamkeit von KI-basierten Bildgebungssoftwaresystemen, die in der Lage sind, CT-Scans zu lesen. Die meisten Unternehmen im KI-Bereich haben ihren Geschäftssitz in den USA oder in Europa und wir haben unsere Kandidatenliste auf jene Unternehmen beschränkt, deren Produkte den behördlichen Genehmigungsprozess bereits abgeschlossen hatten.
 
Ähnlich wie bei der Erlangung der behördlichen Zulassung, bevor ein neues Medikament den Patienten zur Verfügung gestellt werden kann, gibt es Aufsichtsbehörden, die neue KI-Medizinprodukte bewerten. Die US-amerikanische Arzneimittelbehörde FDA (Food & Drug Administration) gilt als führende KI-Regulierungsbehörde. Aufgrund dessen haben wir jene Angebote priorisiert, welche die FDA 510(k)-Zulassung bereits erhalten hatten. Auf diese Weise würde außerdem sichergestellt, dass das von uns ausgewählte Produkt kommerziell verfügbar wäre und anschließend verhältnismäßig schnell im Krankenhaus eingesetzt werden könnte.


Ärztegremium
 

Ein wichtiges Element bei dieser Pilotstudie war das Ärztegremium im Bumrungrad International Hospital, die als Fachexperten in ihren jeweiligen Fachbereichen dienten. Sie vertraten die jeweiligen Ansichten und Interessen jener Fachärzte, welche die Hauptnutzer des ausgewählten Systems sein würden. Die Ärzte des Gremiums entwarfen eine Reihe von Akzeptanzkriterien, die ihre wichtigsten Anforderungen an das System enthielten, und sie nahmen eine aktive Rolle bei der Bewertung jedes Anbieters ein.
 
Das von uns ausgewählte System war nicht nur in der Lage, die Kriterien der wichtigsten Ärzte zu erfüllen, sondern konnte auch vollständig in das bereits bestehende PACS-System im Bumrungrad International Hospital integriert werden, ohne dass hierzu Änderungen an den CT-Scanverfahren des Krankenhauses erforderlich waren. Sobald nun ein CT-Scan abgeschlossen ist, wird eine Kopie des Scans an das KI-System gesendet, wo das Gerät das Bild liest und eine Diagnose erstellt – und dieser Vorgang nimmt vom Anfang bis zum Ende weniger als eine Minute in Anspruch.


Feedback von den Ärzten
 

Sobald sich der Arzt nun anmeldet, um die neuesten CT-Scans des Patienten anzuzeigen, wird ein zusätzliches Symbol für das KI-System eingeblendet. Der Arzt kann auf dieses Symbol klicken, um die „Zweitmeinung“ zu lesen, bevor oder nachdem er die CT-Aufnahmen des Patienten selbst bewertet hat. Das KI-System gibt dem Arzt außerdem die Möglichkeit, ein Feedback zu jeder einzelnen Bildgebung abzugeben. Falls der Arzt der Ansicht ist, dass das KI-System eine falsche Analyse liefert oder etwas übersieht, wird das Feedback an das Projektteam des Systemanbieters zur Nachverfolgung gesendet, welches in manchen Fällen Anpassungen enthält, um den relevanten Algorithmus neu zu erlernen.
 
Wir haben das KI-System vor fast zwei Jahren bei uns eingeführt und das System wird derzeit zur Auswertung von CT-Scans bei vier verschiedenen Erkrankungen verwendet - Emphysem, Gehirnblutung, Fettleberkrankheit und Knochenbruch. Wir werden auch weiterhin die Algorithmen der Entwickler für andere Krankheiten kontinuierlich auswerten und sind zuversichtlich, dass wir in naher Zukunft diese vier Bereiche erweitern werden, sobald die neuen Algorithmen unseren Anforderungen entsprechen und in der Lage sind, das Diagnoseverfahren für unsere Patienten aufzuwerten.
 

Patienteninformationen schützen

Das gesamte KI-System befindet sich innerhalb der Räumlichkeiten des Krankenhauses, welches den wesentlichen Vorteil mit sich bringt, dass keinerlei Probleme im Hinblick auf den Datenschutz der Patienten auftreten können. Dies wäre nicht der Fall, falls wir jede einzelne medizinische Bildgebung an ein externes Dienstleistungsunternehmen übermitteln müssten oder Cloud-basierte Software verwenden würden. Wir legen größten Wert darauf, dass sowohl die Bestimmungen der DSGVO und HIPAA eingehalten werden als auch die Verordnungen über persönliche Gesundheitsdaten.
 
 
Von Dr. Teeradache Viangteeravat, Leiter für Forschung und Entwicklung, Bumrungrad International Hospital
 
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