kma im Interview

Künstliche Intelligenz ermöglicht Tumorerkennung in Echtzeit

Mithilfe von künstlicher Intelligenz könnten Ärzte schon bald bösartige Tumore bei einer Darmspiegelung (Koloskopie) genauer erkennen und besser von harmlosen Wucherungen unterscheiden. Prof. Dr. Andrea Riphaus, Vorsitzende der Sektion Endoskopie der gastroenterologischen Fachgesellschaft DGVS, schildert im Gespräch mit kma die Vorteile der neuen Technik.

Andrea Riphaus

privat

Prof. Dr. Andrea Riphaus ist Gastroenterologin und seit 2017 Chefärztin Medizinische Klinik II am St. Elisabethen Krankenhaus, Frankfurt/Main.

Frau Prof. Dr. Riphaus, Gastroenterologen hoffen, dass der Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) schon in naher Zukunft die Qualität der Darmkrebsvorsorge verbessern wird. Worauf beruht der Optimismus?

Mit den jüngsten technischen Durchbrüchen wird die künstliche Intelligenz auch in der Endoskopie zunehmend eine wichtige Rolle in der Darmkrebsvorsorge bekommen. Künftig soll es möglich sein, bereits bei der Darmspiegelung zu erkennen, ob es sich bei einer verdächtigen Wucherung um eine Darmkrebsvorstufe, also ein Adenom handelt, welches entfernt werden muss – oder ob eine als ‚harmlos‘ einzustufende Veränderung vorliegt, die wir belassen können.

Welche Vorteile bringt das?

Aktuell werden alle Polypen (Wucherungen, die Red.) entfernt und anschließend histopathologisch untersucht. Mit Hilfe der künstlichen Intelligenz soll eine Auswertung quasi in Echtzeit vorliegen. Ein weiterer Vorteil der künstlichen Intelligenz ist, dass sie lernfähig ist. Damit wird sich die Erkennungsrate von Polypen immer weiter verbessern. Gerade kleine Adenome sind flach und oft in den Falten der Darmwand verborgen. Sie können selbst mit hochauflösenden Endoskopie-Geräten durchaus übersehen werden. Durch den Einsatz der KI soll also insgesamt die Qualität der Vorsorge weiter verbessert werden. Möglicherweise wird auch die Zahl der notwendigen histopathologischen Untersuchungen sinken und somit zu einer Abnahme der Gesamtkosten der Untersuchung führen können.

Noch gibt es keine Systeme in der klinischen Anwendung. Wie ist der aktuelle Stand der Forschung?

Eine Forschergruppe um den japanischen Gastroenterologen Yuichi Mori von der Showa Universität in Yokohama hat jüngst ein entsprechendes computergestütztes System entwickelt und erste Ergebnisse veröffentlicht. Das japanische System wurde zunächst mit 30 000 Bildern endoskopischer Befunde trainiert. Bei anschließend durchgeführten Darmspiegelungen wurde dann ein 500-fach vergrößertes Bild des auffälligen Bereiches anhand von 300 Einzelmerkmalen auf dieser Grundlage ausgewertet. Die Auswertung durch die KI erfolgte in weniger als einer Sekunde. Weitere Forschungsgruppen evaluierten ebenfalls den Einsatz der KI bei der Koloskopie.

Wie zuverlässig sind solche Systeme?

Die Ergebnisse dieser Studie sind erstaunlich zuverlässig. Von insgesamt 306 untersuchten Polypen, bei denen ein histologischer Befund vorlag, konnte eine Genauigkeit von 93 Prozent erzielt werden. Die Zuverlässigkeit der Software wird sich noch weiter steigern, weil das System lernfähig ist. Aufgrund von Rückmeldungen von Ärzte an die Entwickler wird die Software weiter verbessert und fehlerhafte Algorithmen werden angepasst.

Gibt es überhaupt genügend valide klinische Daten für eine Big-Data-Analyse?

Nein, leider nicht. Wir brauchen deshalb eine klinische Initiative zum Erwerb von Big Data für das maschinelle Lernen in der Koloskopie.

Welche Probleme gilt es noch zu lösen?

Es liegt noch eine Menge Forschungsarbeit vor uns. So müssen wir die Evidenz durch klinische Studien mit am besten international standardisierten Protokollen auswerten. Ferner gehören rechtliche und versicherungstechnische Fragen im Hinblick auf Datenspeicherung und die Vergütung im Gesundheitssystem gelöst. Und es muss eine engere Zusammenarbeit zwischen medizinischem Fachpersonal und Experten für Ingenieur- und Computervisionsforschung geben.

Wann rechnen Sie mit der Einsatzreife?

Prognosen sind schwierig. Wenn die Ergebnisse aber in weiteren Studien bestätigt werden, ist ein Einsatz der Technik in nicht allzu ferner Zukunft denkbar.

Dieser Artikel ist in der aktuellen kma Special MEDICA 2018 erschienen.

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  • Tumorerkennung
  • Künstliche Intelligenz
  • Darmkrebsvorsorge

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