Quelle: Pixabay/intographics

Big Data im Blick

Ersetzt der Computer bald den Augenarzt?

Künstliche Intelligenz, insbesondere Deep Learning, könnte in naher Zukunft die Augenheilkunde revolutionieren. Auf dem diesjährigen Kongresses der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft (DOG) befasste sich Dr. Karsten Kortüm von der Universitäts-Augenklinik München mit dem Potential der neuen Technik.

Immer mehr digitale medizinische Daten werden über elektronische Patientenakten, Diagnostikgeräte, aber auch Wearables erhoben und gespeichert. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die KI. Gerade die Augenheilkunde spielt eine Pionierrolle, da es in keinem anderen medizinischen Fach einen dermaßen großen Innovationssprung im Bereich der bildgebenden Diagnostik gegeben hat. In den vergangenen 20 Jahren wurden mehrere Generationen der optischen Kohärenztomografie (OCT) vorgestellt, die sowohl die Behandlung verschiedener Netzhaut- als auch Hornhauterkrankungen revolutioniert hat. Das Auge als Fenster zum Gehirn eignet sich ideal, um diese nicht invasiven und strahlenfreien Untersuchungen anzuwenden. Daher widmen sich auch zahlreiche Forscher der KI im Bereich der Augenheilkunde.

portrait of karsten kortuem
Dr. Karsten Kortüm
Quelle: © Universitätsklinikum München, Lisa Merz

Im Fokus steht unter anderem die Analyse von Bildern des Augenhintergrundes. Bei circa 10% aller Diabetespatienten zeigt der Augenfundus krankheitsbedingte Veränderungen, dies ist ein guter Indikator für die Diabeteseinstellung. Im Jahr 2016 sind verschiedene Publikationen zu diesem Thema entstanden, auch von großen Internetfirmen wie Google. Ein erster Algorithmus ist im April diesen Jahres von der US-amerikanischen FDA zur Routineanwendung zugelassen worden (Abràmoff, Lou et al. 2016). Die Software detektiert, ob diabetische Veränderungen am Augenhintergrund vorliegen und ob diese behandlungsbedürftig oder gar sehkraftbedrohend sind. Im Juli kam der Algorithmus erstmals routinemäßig zum Einsatz. Ein Forschungsteam von Google hat es geschafft, anhand von Fundusbildern Geschlecht, Blutdruck, Blutzuckerwert sowie den Raucherstatus vorherzusagen (Poplin, Varadarajan et al. 2018). Dieses Wissen hat sich der Algorithmus aus Bildern aus zwei verschiedenen Biobanken angeeignet, die auch die „ground truth“-Daten wie Blutdruck, Geschlecht, Alter und HbA1c-Wert enthielten. All diese Eigenschaften bleiben dem geschulten Auge eines erfahrenen Augenarztes verborgen.

Aber nicht nur auf Basis von Fundusbildern, sondern auch auf Basis von OCTs, die einen Teil der Netzhaut dreidimensional darstellen können, wurde KI erfolgreich angewandt. So konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, ein OCT in gesund oder pathologisch einzuteilen (Lee, Baughman et al. 2017). Eine weitere Studie in Zusammenarbeit zwischen der größten Augenklinik Europas, dem Moorfields Eye Hospital London, und Google DeepMind (De Fauw, Ledsam et al. 2018) zeigt, dass schon allein aufgrund der OCT-Untersuchung eine Diagnose gestellt und die Dringlichkeit einer Überweisung an einen Augenarzt bewertet werden kann. Basis dieser Algorithmusentstehung waren 1,2 Millionen OCT-Volumenscans. Pearse Keane, einer der Hauptautoren, wird am Samstag diese Studie im Rahmen seiner Keynote Lecture um 11.30 Uhr bei der DOG 2018 vorstellen.

Zudem könnten auch sogenannte „virtual clinics“ eingeführt werden, wie es sie in England schon gibt. Dabei werden nur die Untersuchungen in einer Augenklinik durchgeführt und im Anschluss durch einen Arzt befundet

Karsten Kortüm

Es ist eindeutig zu erkennen, dass die Augenheilkunde, einen Riesenschritt in die digitale Zukunft macht. Dabei werden Augenärzte nicht überflüssig, sondern es braucht sie mehr als je zuvor. Die neuen KI-Systeme sind hervorragend dazu geeignet, verlässlich eine Krankheitseinschätzung zu geben und für diese Bildgebungsmodalität eine Empfehlung auszusprechen. Die augenärztliche Breitenversorgung kann so besser und auf ein höheres Level gebracht werden. Zudem könnten auch sogenannte „virtual clinics“ eingeführt werden, wie es sie in England schon gibt (englischsprachiger Artikel). Dabei werden nur die Untersuchungen in einer Augenklinik durchgeführt und im Anschluss durch einen Arzt befundet. Nur bei behandlungsbedürftigen Befunden wird eine persönliche Vorstellung in der Klinik notwendig (Kortuem, Fasler et al. 2018). Insgesamt wird der Augenarzt mehr in eine supervidierende Funktion kommen. All dieser Fortschritt ist wichtig, um den demografischen Wandel zu bewältigen, der eine große Herausforderung für die Gesellschaft darstellt. Die Zahl der pro Arzt betreuten Patienten kann dadurch ansteigen, gleichzeitig bleibt aber mehr Zeit für die Patienten, die stärkere persönliche ärztliche Zuwendung benötigen. Insgesamt besteht also keine Gefahr für Ärzte, sofern sie den Wandel aktiv mitgestalten.


Quelle: Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft

27.09.2018

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