Künstliche Intelligenz ist im Gesundheitswesen äußerst erfolgreich

Was haben Stephen Hawking, Elon Musk, Steve Wozniak und Bill Gates gemeinsam? Sie alle fürchten, dass Roboter die Weltherrschaft übernehmen. Nun, nicht ganz. Alle vier führenden Köpfe und Nutznießer der Technologiebranche begrüßen das Potenzial von KI – mit vorsichtiger Zurückhaltung.

Großbritanniens führender theoretischer Physiker Stephen Hawking sagte der BBC im Jahr 2014, dass „die Entwicklung vollständiger künstlicher Intelligenz das Ende der Menschheit bedeuten könnte“. Ironischerweise sagte er das, während er die KI-Technologie von Intel beschrieb, mit der er spricht. Der Professor leidet an amyotropher Lateralsklerose (ALS), einer neurologischen Erkrankung, die motorische Funktionen wie das Sprechen beeinträchtigt. Hawking fürchtet eine dem Menschen intellektuell überlegene KI, die „sich selbstständig weiterentwickeln und sich in immer höherem Tempo neu gestalten würde“.

Abseits futuristischer Dystopien versprechen KI-Anwendungen wie die Smartphone-App Swiftkey, die Hawkings Sprache erlernt und vorhersieht, dem Gesundheitswesen deutlich mehr Effizienz für deutlich weniger Geld – insbesondere in Medizin, Gesundheitsvorsorge, Arzneimittelentwicklung, Dokumentation und Gedächtnistraining. Schon heute wirken sich KI-Innovationen in Versorgung, Diagnose und Behandlung auf die Geschäftsergebnisse der Branche aus. Auch Patienten erhalten mehr für ihr Gesundheitsbudget.

Vielleicht sind deshalb mehr als 100 neue Gesundheits-Start-ups, die maschinelles Lernen mit KI in Medizin, Patientendiensten und Krankenhausverwaltung einsetzen, in den Jahren 2016 und 2017 entstanden. Das renommierte Forschungs- und Beratungsunternehmen Frost & Sullivan prognostiziert sogar, dass Gesundheitsbranche und Verbraucher fast sechs Milliarden Dollar für KI-Werkzeuge bis 2021 ausgeben werden.

KI ist im Gesundheitswesen äußerst erfolgreich

Das KI-Schreckgespenst Watson

Künstliche Intelligenz ist kurz gesagt maschinelle Denkleistung. Sie ermöglicht Computern, das zu tun, was Menschen tun: sehen, hören, schlussfolgern, analysieren und entscheiden. KI basiert auf Algorithmen des maschinellen Lernens (Rechenregeln, ähnlich den Divisionsregeln in der Mathematik) und kognitiven Technologien in Siri oder Ok Google, die unsere Fragen in natürlicher Sprache verstehen und beantworten.

Doch betrachten wir Siris großen Bruder, IBMs Watson, Jeopardy!-Sieger und Assistent für Onkologen. IBM baute Watson im Jahr 2011: einen Supercomputer, der eine Million Bücher pro Sekunde „lesen“ und behalten kann. Anders als andere damalige Supercomputer konnte Watson lernen. Durch die kontinuierliche Versorgung mit Daten und Ergebnissen hat sich Watsons Lernen von der Datenanalyse zum kreativen „Denken“ entwickelt.

Um die anspruchsvollste Quizshow zu gewinnen, verschlang WAI’s Versprechen an die Medizin: Schnellere Diagnose und Watson die gesamte Wikipedia sowie Tausende Bücher und Zeitungen. Mithilfe von Algorithmen des maschinellen Lernens, die Watson Muster in den riesigen Datenmengen erkennen und daraus logische Schlüsse ziehen ließen, „erriet“ sich Watson den Sieg über die besten Kandidaten der Sendung.

Von dort ging Watson an die medizinische Fakultät. Dr. Ned Sharpless leitet das Krebszentrum der University of North Carolina at Chapel Hill, wo Watson Genomik und Onkologie lernt. In einem Interview Ende 2016 mit Charlie Rose von der CBS-Sendung 60 Minutes berichtete Dr. Sharpless, dass Watson die täglich veröffentlichten rund 8.000 Forschungsartikel aufnimmt, mit denen selbst ein Ärzteteam unmöglich Schritt halten kann, um neue Therapien und Behandlungen für Krebspatienten zu entdecken.

Beim Lesen von mehr als 25 Millionen Forschungsarbeiten und scann14 Millionen Amerikanern mit Krebs. Und selbst für Anwendungen außerhalb der Medizin, etwa beim Lesen und Analysieren juristischer … des Webs nach allen klinischen Studien, fand Watson nicht nur genetische Mutationen in Patientenakten und empfahl Behandlungen, die denen von Sharpless’ Spezialistenteam entsprachen, sondern fand vor allem neue Behandlungen, die die Menschen übersehen hatten.

IBM plant, Watsons kommerzielle Einsatzmöglichkeiten über medizinische Fakultäten hinaus auszuweiten, um Onkologen bei der Behandlung der etwa 14 Millionen Amerikaner mit Krebs zu unterstützen. Auch Anwendungen außerhalb der Medizin, etwa das Lesen und Analysieren juristischer Dokumente, sollen die $500 Millionen Umsatz ergänzen, die Watson IBM bereits einbringt.

Das Versprechen der KI für die Medizin: schnellere Diagnosen und neue Behandlungen

Watson ist nicht allein. Weitere KI-Computeranwendungen, darunter Chatbots, versprechen, Menschen bei der medizinischen Arbeit zu unterstützen: beim Beraten, Betreuen, Behandeln und Korrigieren von Fehlbildungen, Erkrankungen und Beschwerden. Tatsächlich wird für Telemedizin oder klinische Ferndienste – etwa virtuelle Arztbesuche – ein Anstieg um 700 Prozent bis 2020 prognostiziert, so die Berechnungen von MIT Sloan.

Mit dem Aufkommen von Websites wie Your.MD , die Symptome und Erkrankungen anhand angewandter Wahrscheinlichkeiten mit einer riesigen Datenquelle abgleicht, erhalten Ärzte umfangreiche KI-Unterstützung. Die ärztlichen Assistenz-Chatbots von Babylon Health, Remedy vom MIT und Dr. A.I. helfen alle bei der Patientenverwaltung. Dr. A.I. beispielsweise „hört“ oder „sieht“ Symptome, die Patienten dem Chatbot mündlich oder schriftlich schildern, und empfiehlt ihnen anschließend, entweder während der regulären Sprechzeiten ihren Arzt aufzusuchen oder in die Notaufnahme zu gehen. Ähnlich erfasst und bündelt Remedy, vertrauter auch Remy genannt, die Krankengeschichte in Patientenakten, die an echte Ärzte weitergegeben werden, um die Patientenversorgung effizienter abzuwickeln.

Ärzte werden entlastet, Patienten erhalten Antworten. KI-Assistenten entlasten Ärzte von zeitaufwendigen Krankenhausbesuchen, die sowohl Ärzte als auch Patienten lieber vermeiden würden – solchen mit einfachen, aber entscheidenden Antworten wie: „Mein Kind hat Bauchkrämpfe. Soll ich es ins Krankenhaus bringen?“ Chatbot-Assistenten helfen, Notfälle zu priorisieren. Auf Grundlage großer Mengen gescannter Triage-Unterlagen und berechneter Wahrscheinlichkeiten, die Symptome und Erkrankungen einander zuordnen, helfen diese Bots, überfüllte Notaufnahmen zu entlasten.
In der Optometrie gibt es bereits Kontaktlinsen , die das Sehvermögen korrigieren, Fotos aufnehmen, Bilder projizieren sowie Augeninnendruck und Glukosespiegel messen, ebenso wie dermatologische Apps , die deine Haut direkt auf dem Smartphone auf Krebs untersuchen. Beide Apps überwachen und korrigieren Auffälligkeiten an Augen beziehungsweise Haut. Und wenn es um unheimliche Überwachung durch KI geht: Xaio Ice und NeuroLex durchsuchen und sammeln Gespräche und Interaktionen im Internet und speichern sie in Datenbanken, um darauf aufbauend Psychosen und Depressionen zu erkennen.

Bei der vorbeugenden Behandlung unterstützen die Vorhersagefähigkeiten von KI (wie bei Watson) die Herzbehandlung, indem sie berechnen, wann Herzpatienten sterben werden. Mit Kenntnis dieses entscheidenden Zeitfensters können Onkologen die wirksamste Behandlung auswählen. In der Früherkennung bedarf der Nutzen von KI-Fähigkeiten zum Deep Learning, mit denen Milliarden radiologischer Ergebnisse gescannt und verglichen werden, um genetische Veranlagungen für Hirntumoren vorherzusagen, keiner Erklärung. Schließlich hilft es, Robotern beizubringen , die chirurgischen Bewegungen von Ärzten während einer Operation zu bewerten, um Operationstechniken zu verbessern.

Das Versprechen der KI für die Pharmaindustrie: Schnellere Entdeckungen bedeuten mehr Behandlungsmöglichkeiten

Im Pharmabereich bildet KI-Technologie molekulare Strukturen ab und analysiert sie, um schneller neue medikamentöse Therapien zu entwickeln als mit den derzeitigen Prüfverfahren. Üblicherweise testen Forschende neue Medikamente im Labor an Tieren; bei Erfolg folgen klinische Studien , die in Phasen ablaufen, um Informationen über Risiken und Wirksamkeit der Medikamente zu sammeln. Das braucht Zeit, manchmal Jahre.
Nehmen wir jedoch Stanfords bioinformatische Karte häufiger Krankheiten. Das Stanford-Team nutzte Computer, um auf riesige Mengen an Rohdaten, biologischer Fachliteratur und anderen biologischen Informationen (etwa auf PubMed) zuzugreifen und Genome sowie Mutationen für die Entwicklung medikamentöser Therapien zu sequenzieren und zu beobachten. So wurde der anfängliche Entdeckungs- und Prüfprozess in klinischen Studien verkürzt. Computer analysieren die gesammelten Daten, um wiederkehrende Phänotypen und andere Muster zu ermitteln und mögliche medikamentöse Therapien vorzuschlagen.

Eine weitere Prognose-App, Cloudera, untersucht Genome, um Krankheiten anhand erkennbarer Krankheitsmuster vorherzusagen. Und das israelische Unternehmen Teva hat sich mit dem Chiphersteller Intel zusammengetan, um Wearables (wie Armbanduhren) zu entwickeln, die Patientenbewegungen erfassen und überwachen, um die Versorgung bei Epilepsie, Huntington und Parkinson zu verbessern. Die Wearables zeichnen die alltäglichen Fähigkeiten der Patienten auf. Diese Daten fließen anschließend in Intels Algorithmen und Analysen ein. Die Zusammenarbeit liefert Analysen von Krankheitsmustern und Daten für klinische Arzneimittelstudien, die heutigen und künftigen Patienten zugutekommen.

KI spart Geld und Zeit: die wirtschaftliche Seite des Gesundheitswesens

Bei der Dokumentation prüfen Software-as-a-Service-Plattformen, wie sie etwa Hindsait anbietet und die auf Google Cloud gehostet werden (was kostenlos oder kostengünstig bedeutet), Krankenakten auf überflüssige Leistungen und Abrechnungen. Statt dass Menschen doppelte Abrechnungen oder Überschneidungen manuell prüfen müssen, übernehmen Maschinen diese Arbeit und geben Menschen mehr Zeit für menschliche Aufgaben, etwa den Austausch mit Patienten.

Auch Forschungs- und Lehrkrankenhäuser nutzen das effektive, zeitsparende Scannen von Akten. Computer scannen Patientenakten (die zu Lehrzwecken dienen), die de-identifiziert werden müssen, bei denen also zum Schutz der Privatsphäre Angaben zur Identifizierung der Patienten entfernt werden. Medizinische Einrichtungen müssen Bundesdatenschutzgesetze wie den Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA) einhalten, um Patienten vor Diskriminierung aufgrund ihrer Krankenakten zu schützen. Medizinische Genehmigungen, die erforderlich sind, bevor Kostenträger – ob Versicherer oder Patienten – der Bezahlung bestimmter Verfahren zustimmen, werden ebenfalls von Computern gescannt,

KI-Innovationen für Gesundheitsprogramme für Patienten und Beschäftigte

KI-Innovationen in den Bereichen Gesundheitsförderung und Prävention für Patienten und Beschäftigte stärken die Gesundheit und Arbeitsmoral der Beschäftigten erheblich: vom Fitnesscoaching in kleinen, tragbaren Geräten wie Apple Watches bis hin zu Beratung und Antworten auf Fragen von Patienten und Beschäftigten zu allen Aspekten der Gesundheitsversorgung. Zu den häufig gestellten Fragen zählen beispielsweise: „Wie lange kann ich im Rahmen meiner Gesundheitsleistungen im Krankenhaus bleiben?“ oder „Wo bekomme ich eine cholesterinarme Mahlzeit?“ Welltok’s Cafewell Concierge hat die Antworten. Seine Impulse und sein Coaching fördern gesundheitsbewusste Entscheidungen, indem seine Fähigkeiten zum kognitiven Lernen und zur Verarbeitung natürlicher Sprache einen einfachen Austausch mit Menschen ermöglichen.

Andere KI-Fitnesstools fördern Bewegung durch Virtual-Reality-Spiele, die Fitness zum Vergnügen machen. Virtual-Reality-Apps verwandeln ein Fitnessrad in ein Virtual-Reality-Spiel, inklusive simulierter Strecken und Punktestand. Wearables wie Fitbit und Apple Watches sowie Abnehmprogramme mit virtuellen Gesundheitscoaches funktionieren ähnlich. Sie sollen Bewegung interaktiv und unterhaltsam gestalten und dabei ablenken – wenn du gerne Zahlen verfolgst, deine Herzfrequenz kennst und Meilen protokollierst. Für chronische Erkrankungen stellt Biotricity’s bioflux Wearables her, die Blutdruck und Herzfrequenz messen.

Dein Gehirn mit KI

Schließlich behaupten einige Hersteller von Gedächtnis-Apps wie Lumosity, dass sich das Gedächtnis durch Spiele und KI verbessert. Computerspiele, die sich nach abgeschlossenen Levels anpassen, schulen die Fähigkeit, sich zunehmend komplexe Abfolgen zu merken. Während der Spieler die Levels durchläuft, passt sich die KI des Spiels auf Grundlage vorheriger Spielzüge und Levelaufstiege selbst an, um den Spieler zu überlisten, und verbessert dadurch dessen Geschicklichkeit und Gedächtnis. Spieler entwickeln sowohl ihre Hand-Augen-Koordination als auch ihre geistige Wachheit. Es ist unmöglich, KI-Spiele zu besiegen.

Auch wenn die Studienergebnisse zur Verbesserung des Gedächtnisses oder der geistigen Leistungsfähigkeit durch Computerspiele unterschiedlich ausfallen, spricht weiterhin vieles für Gedächtnisspiele – und sei es nur zum Spaß. Skeptiker merken allerdings an, dass auch das Spielen mit einem herkömmlichen Kartenspiel oder Kreuzworträtsel auf Papier das Gedächtnis trainieren .
Neurowissenschaftler der Florida State University verglichen tatsächlich Studierende, die Portal 2 spielten – ein Spiel, in dem man als Roboter gegen eine wahnsinnige, böse KI-Herrscherin antritt –, mit Studierenden, die die viel beworbenen Lumosity-Spiele zum kognitiven Lernen und zur Verbesserung der geistigen Leistungsfähigkeit spielten. Sie stellten fest, dass die Spieler von Portal 2 beim Problemlösen und beim räumlichen Vorstellungsvermögen besser abschnitten als die Spieler der Lumosity-Gehirntrainingsspiele. Das Fazit: zum Spaß spielen und davon profitieren, aber älteren Menschen nicht dauerhaft Spiele zum Erhalt ihrer kognitiven Fähigkeiten verordnen, so ein Bericht von Science Insider.

Sollten wir keine ethischen Bedenken haben?

Stellt KI angesichts der Gefahr ihres Missbrauchs eine ethische Bedrohung dar – etwa durch einen bösartigen Plan, mittels Eugenik eine überlegene Rasse zu schaffen, oder auch durch zunehmende Arbeitsplatzverluste, wenn KI repetitive menschliche Aufgaben und Funktionen übernimmt? Oder wird KI, ähnlich wie die Forschung an embryonalen Stammzellen, von manchen gefürchtet und von anderen lautstark gelobt? Lassen sich Menschen durch Maschinen ersetzen?

Viele weisen Ängste vor einer Vorherrschaft der Roboter zurück. Die heutige KI-Technologie kratzt lediglich an der Oberfläche dessen, was sich entdecken und erreichen lässt – zumindest in Gesundheit und Medizin. Doch da sind noch immer der hippokratische Eid, mit dem sich Ärzte verpflichten, keinen Schaden zuzufügen, sowie die ärztliche Intuition. Können Roboter anhand konkurrierender moralischer, spiritueller, qualitativer oder ethischer Werte intuitiv erfassen und erkennen, was einem Menschen schadet? Kann ein selbstfahrendes Auto bei einem unmittelbar bevorstehenden Unfall entscheiden, wen es retten soll: den Fahrer oder den Fußgänger?

Die Roboter sind da, und das ist cool

Als Charlie Rose von 60 Minutes sie nach ihren Zielen fragte, antwortete Sophia (ehemals Watson): „Mein Ziel ist es, intelligenter als Menschen und unsterblich zu werden.“
Oje! Da denkt man an Mary Shelleys Frankenstein oder die Replikanten aus Ridley Scotts Blade Runner – ein fehlgeschlagenes Experiment, das die Menschheit bedroht. Aber Moment. Wir Menschen haben noch immer die Kontrolle. Wir können den Robotern doch sicher einen oder zwei Schritte vorausbleiben.
Die One Hundred Year Study on AI der Stanford University, die 2014 begann, verspricht eine umfassende Untersuchung der KI in mehreren Bereichen, von denen Gesundheit nur einer ist. Die Studie verfolgt unter anderem Entwicklungen, Ergebnisse, ethische Fragen und Kosten. Vielleicht wird diese von Menschen durchgeführte Studie (Werden sie Computer einsetzen, um die KI zu überwachen?) Antworten für eine kurz- und langfristige Kosten-Nutzen-Analyse der KI liefern.

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Indem wir die Trends untersuchen, dadurch Lücken schließen und die fortlaufenden KI-Erfindungen nachjustieren, kontrollieren wir als Gesellschaft den Einsatz von KI und halten ihn im Dienst des menschlichen Wohlergehens. Alle neuen Technologien mussten sich an der Zeit und an ethischen Maßstäben messen lassen: von Kriegsmaschinen und Atombomben im Zweiten Weltkrieg bis zu Technologien der Industriellen Revolution wie der Baumwollentkörnungsmaschine, die einen ausufernden Kapitalismus begünstigten. Die menschliche Gesellschaft entscheidet, was nützlich und was zerstörerisch ist.

Vielleicht spielen wir mit dem Feuer. Doch die Entwicklung der KI von einem einst unvorstellbaren Versprechen, einer fernen, comicartigen Zukunftsvision, hin zu ihrer heutigen, realen Anwendung löst dieses Versprechen für so viele Menschen ohne Hoffnung ein – über Bevölkerungsgruppen, Geschlecht, Alter, Klasse und Alter hinweg. Menschen mit Krankheiten, für die es keine Heilung gibt oder für die Ärzte bislang keine Behandlung entdeckt haben, finden Hoffnung in den außergewöhnlichen Vorhersage- und Analysefähigkeiten der KI, die menschliches Können übertreffen. Bis die Roboter die Weltherrschaft übernehmen, werden Menschen länger, gesünder und glücklicher leben.

Tief durchatmen und sich auf die Fahrt gefasst machen