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    3. Juli

    Künstliche Intelligenz im Gesundheitswesen

    Der Gesundheitssektor wird durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz tiefgreifende Veränderungen in der Qualität der Patientenversorgung erleben.

    Noch nie haben so viele Forscher gleichzeitig über alle Länder der Welt vernetzt an einem Themenkomplex zusammengewirkt wie bei der Digitalisierung. Ziel dieses Wandels ist es, dass alle physischen Daten in digitaler Form abgebildet werden und dadurch orts- und zeitunabhängig nutzbar sind. Der digitale Wandel überrollt Märkte und macht auch vor dem Gesundheitswesen keinen Halt. Neben positiven Aspekten steigt gleichzeitig die Unsicherheit bei Nutzern, inwieweit digitalen Anwendungen und automatisierten Entscheidungsvorschlägen vertraut werden kann. Damit digitale Technologie gelingt, muss sie jedoch erst mal geformt und trainiert werden – und hier beginnt das Anwendungsfeld der künstlichen Intelligenz (KI).

    Was ist Künstliche Intelligenz?

    Künstliche Intelligenz ist der Sammelbegriff für eine Reihe von Verfahren und Algorithmen, die in der Lage sind, Kognitionsleistungen zu erbringen. Die Idee ist keineswegs neu. Die erste Welle der Künstlichen Intelligenz gab es in den 40er Jahren, kurz nachdem die ersten Computer entwickelt wurden und die Idee eines elektronischen Gehirns entstand. Doch die Ergebnisse waren ernüchternd. Erst heute gibt es aufgrund der Fortschritte in Mathematik sowie Netzwerk- und Computertechnologie erste Anwendungen mit echtem Mehrwert. Die meisten der heutzutage genutzten intelligenten Lösungen basieren auf sogenannten neuronalen Netzen. Damit sind Algorithmen gemeint, die den Netzwerken des Gehirns nachempfunden sind und mithilfe von großen Datenmengen durch Menschen trainiert werden können. Hier gibt es seit den letzten sechs Jahren immer wieder größere Durchbrüche wie beispielsweise in der Bilderkennung, Sprachanalyse und auch in der medizinischen Diagnostik und Entwicklung von Medikamenten. Eine europaweite Studie von Price Waterhouse Coopers zeigt auf, dass mit dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz die Gesundheitskosten innerhalb von zehn Jahren umknapp 200 Milliarden Euro gesenkt werden können.

    Die Befürchtungen der Menschen

    Durch die verblüffenden Ergebnisse, die intelligente Systeme hervorbringen, können sich Menschen schnell bedroht fühlen. Dadurch, dass künstlich intelligente Systeme Tätigkeiten für uns übernehmen, werden zwangsläufig Arbeitsplätze wegfallen. Das hat zur Folge, dass einige Tätigkeitsfelder in Zukunft nicht mehr existieren werden, was aber wiederum Chancen für neue Betätigungsmöglichkeiten eröffnet. So stellte das Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung fest, dass 42 Prozent aller Arbeitsplätze bis 2030 gefährdet sind. Dabei werden Roboter immer häufiger eingesetzt, um die Betriebskosten zu senken. Dies ermöglicht auf der anderen Seite, dass in neue Produkte oder Arbeitsplätze investiert werden kann. Ein weiterer Aspekt, vor dem viele Menschen Angst haben, ist die Datenmonopolisierung durch große Internetkonzerne und die Sorge vor dem Verlust der Selbstbestimmung. Da es keine klare Richtlinien gibt, wie die Daten genutzt werden, bestimmen letztlich die Unternehmen mit den größten Datenmengen, wie die Zukunft der Künstlichen Intelligenz aussieht. Dies zeigt sich auch an der Debatte der CEOs und Visionäre zweier der Unternehmen, die das größte Datenvolumen besitzen: Mark Zuckerberg (Facebook) und Elon Musk (Tesla). In der Diskussion um positive oder negative Implikationen von Künstlicher Intelligenz bringen besorgte Gemüter immer häufiger den Begriff der technischen Singularität ein. Gemeint ist damit eine Superintelligenz, die allen Intelligenzen dieser Welt überlegen ist und damit auch den Menschen beherrscht. Trotz der bestehenden Risiken bietet Künstliche Intelligenz enorme Chancen, die es zu nutzen gilt.

    Das Potenzial von Künstlicher Intelligenz

    Wenn der Fokus darauf liegt, die Technologie so zu nutzen, dass sie den Menschen unterstützt, wird das gigantische Potenzial deutlich, das Künstliche Intelligenz mit sich bringt. Viele Arbeitsschritte können durch Künstliche Intelligenz automatisiert und verbessert werden. So können Ärzte beispielsweise durch eine intelligente Auswertung von Untersuchungsergebnissen bei der Findung und Formulierung einer Diagnose unterstützt werden. Dies spart in vielen Fällen Zeit. Außerdem ist es mithilfe von Künstlicher Intelligenz möglich, personalisiert digitale Informationen zu konsumieren. So kann beispielsweise ein Arzt zukünftig aus einem Bericht nur die Informationen angezeigt bekommen, die für ihn relevant sind. Nicht zu unterschätzen sind auch die neuen Möglichkeiten der Computerinteraktion, die durch KI möglich gemacht werden. So wird es laut Regina Dugan, Vice President of Engineering bei Facebook, bis 2020 möglich sein, 100 Wörter pro Minute mit reiner Gedankenkraft zu schreiben – dies ermöglicht Menschen, die weder sprechen noch tippen können, eine ganz neue Lebensqualität. Auch der Einsatz von künstlich intelligenten Robotern wird zukünftig helfen, den Menschen zu motivieren, trainieren und ihm zu assistieren. So wird in einem Seniorenheim in Japan bereits heutzutage ein kleiner Roboter eingesetzt, um mit einer Gruppe von Bewohnern Sport zu treiben. Ein anderer, der sogenannte Gute-Laune-Roboter, sorgt dafür, dass sich die Stimmung seines Gegenübers verbessert.

    KI als Unterstützung für Patienten

    KI bringt auch neue Impulse in den Gesundheitssektor. Hier kann KI zum Beispiel eingesetzt werden, damit Patienten zukünftig auf sie angepasste Medikamente erhalten. Aufgrund der gesammelten Daten des Patienten sowie des behandelnden Arztes und der aktuellen Forschungslage kann eine patientenspezifische Dosierung der Wirkstoffe und eine angemessene Auswahl der Trägersubstanz getroffen werden. Hierdurch kann die Wirkung eines Medikaments besser vorhergesagt und vor möglichen Unverträglichkeiten gewarnt werden. Auch in der Interaktion mit Demenzpatienten kann KI als Unterstützung behilflich sein. So sorgte ein Kuscheltier, ausgestattet mit einer KI-Einheit und mehreren Sensoren, dafür, dass Demenzpatienten dem simulierten Hund ihre Aufmerksamkeit schenkten, dadurch insgesamt ruhiger wurden und Freude im Umgang mit ihm entwickelten. Neben dem Unterhaltungsaspekt kann KI auch ein Plus an Selbstbestimmung und Lebenskomfort bieten, was besonders für ältere oder behinderte Menschen von herausragender Bedeutung sein dürfte. So ist es bereits heutzutage möglich, dass Menschen in ihren alltäglichen Handlungs-und Bewegungsabläufen durch einen modifizierten elektronischen Rollstuhl unterstützt werden.

    Ausblick

    Der Gesundheitssektor wird durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz tiefgreifende Veränderungen in der Qualität der Patientenversorgung erleben. Durch eine behutsame Vorgehensweise bei der Implementierung der KI können positive Ergebnisse wie die Vereinfachung und Beschleunigung von Arbeitsschritten für Fachkräfte und die Erhöhung der Eigenständigkeit und letztlich auch Lebensqualität von Patienten erreicht werden.

    KI als Unterstützung für das Personal des Gesundheitswesens

    Doch auch für das Personal im Gesundheitswesen kann bereits auf einige KI-Anwendungen zurückgegriffen werden. Recht populär sind Bilderkennungs-Systeme, die Ärzte bei bildgebenden Verfahren unterstützen. In einem Bruchteil einer Sekunde wird das vorliegende f-MRT mit anderen MRT-Bildern, die in einer globalen Datenbank gespeichert sind, verglichen. Der Arzt erhält ein zusammengefasstes Ergebnis, das ähnliche Fälle sowie ihre Diagnosen beinhaltet. Möglich macht das ein für ein MRT trainiertes neuronales Netz. So gewinnt der behandelnde Arzt beispielsweise an Sicherheit in Verdachtsmomenten bei Tumorbildungen. Auch pflegerische Leistungen werden in Zukunft bei der Patientenbetreuung unterstützt. So ist es wahrscheinlich, dass das Personal auch dadurch entlastet wird, dass künstlich intelligente Assistenten mit Pflegebedürftigen und Patienten am Tisch sitzen, ihnen beim Essen und Trinken helfen oder ihnen bei körperlichen Arbeiten zur Hand gehen.

    Literatur

    PRICEWATERHOUSE COOPERS:
    Sherlock in Health – How artificial intelligence may improve quality and efficiency, whilst reducing healthcare costs in Europe, 2017
    HOLGER BONIN, TERRY GREGORY & ULRICH ZIERAHN:
    Übertragung der Studie von Frey/Osborne (2013) auf Deutschland, 2015
    FACEBOOK:
    F8 2017 Keynote Day 2 video (ab 1:08:10). Verfügbar unter https://developers.facebook.com/videos/f8-2017/f8-2017-keynote-day-2/ (21.08.2017).

    Abbildungen:
    Roboter & Doktor, aleutie – stock.adobe.com
    Roboter & Senior auf dem Sessel, Shweta – stock.adobe.com 

    Florian Schild:
    Entrepreneur mit Leidenschaft für künstliche Intelligenz

    Florian Schild gilt als Experte für Künstliche Intelligenz und Entrepreneurship. Nach Führungspositionen bei der Luftwaffe und Arbeit in Projekten des Verteidigungsministeriums sowie der Forschungsabteilung von Siemens fokussiert er sich heute auf sein eigenes Data-Science-Unternehmen boot.AI und die Beteiligung an Tech-Start-ups.

    Mit seinem eigenen Unternehmen unterstützter als geschätzter Business-Partner etablierte Unternehmen und junge Start-ups bei der Konzeptionierung von KI-Produkten und-Strategien in Digitalisierungsprojekten.

    Als Key-Note-Speaker zeigt Schild auf, wie durch Künstliche Intelligenz Unternehmensprozesse automatisiert und gesellschaftliches Leben, etablierte Arbeitsformen sowie unser Bildungssystem revolutioniert werden.