Uniklinikum Freiburg

Künstliche Intelligenz schneller als Arzt bei Bildauswertung

Am Universitätsklinikum Freiburg haben Augenspezialisten eine Software entwickelt, die Zell-Aufnahmen der Hornhaut schneller auswertet als ein Mensch.

KI Bildauswertung

Aus Mikroskop-Bildern unterschiedlicher Qualität mussten trainierte Augenärzte und die Software Zellen zählen.

Die Endothelzellen im Auge pumpen kontinuierlich Wasser aus der Hornhaut und halten sie so durchsichtig. Sterben die Zellen ab, trübt die Hornhaut ein. Um eine Behandlung zum richtigen Zeitpunkt beginnen zu können, mussten Augenärzte bislang mikroskopische Aufnahmen der Endothelschicht auswerten und die Zellen von Hand zählen. Nun haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Universitätsklinikums Freiburg eine Software entwickelt, die diese Aufgabe sehr zuverlässig übernimmt. „Wofür selbst ein geübter Mensch mehrere Minuten benötigt, schafft die selbstlernende Software in wenigen Sekunden“, sagt Prof. Dr. Daniel Böhringer, Leiter des Schwerpunkts Klinische Studien an der Klinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum Freiburg.

Gemeinsam mit seinem Team hat Prof. Böhringer die eine Auswertungsmethode entwickelt. Grundlage war die an der Albert-Ludwigs-Universität entwickelte Software „U-Net“. Sie basiert damit auf dem für Künstliche Intelligenz (KI) klassischen Ansatz neuronaler Netze, die selbstlernende Fähigkeiten haben. Im Rahmen der Studie wurden 385 Mikroskopbilder gesunder und kranker Augen ausgewertet. Obwohl die Bilder stark in der Qualität variierten, ergab sich eine sehr gute Übereinstimmung zwischen der automatisierten Bildanalyse und den „von Hand“ gezählten Messwerten. Dies war auch bei Bildern von schlechter Qualität der Fall. Zusätzlich wurden nahezu alle nicht-auswertbaren Bilder als solche markiert.

„Mit dem U-Net ist es uns gelungen, die zeitaufwändige Aufgabe der Gewebeanalyse zu automatisieren. Diese neue Methode erweitert die Forschungsmöglichkeiten in der Augenheilkunde enorm“, sagt Prof Dr. Thomas Reinhard, Ärztlicher Direktor der Klinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum Freiburg. „Damit können wir archivierte Bilder neu auswerten und in künftigen Studien deutlich mehr Bilder untersuchen.“ Um die Software auch in der Diagnostik bei Patienten einsetzen zu können, ist eine CE-Zertifizierung notwendig. Dies prüfen die Freiburger Forscher derzeit.

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