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Entwicklung von Künstlicher Intelligenz in der Medizin

Unser Leitartikel Eine Einführung in die Welt der Zukunft“ beschreibt im Überblick die Einsatzfelder von künstlicher Intelligenz (KI), zeigt Herausforderungen auf und gibt einen Ausblick auf die weitere Entwicklung.

Wie sieht die Entwicklung von künstlicher Intelligenz im Bereich Gesundheitswesen, speziell in Österreich und Deutschland, aus?

KI Masterplan Deutschland

In Deutschland wurde 2018 eine nationale Strategie zum Thema „Künstliche Intelligenz“ verabschiedet. Deutschlands Ziel ist es, auf dem globalen Markt wettbewerbsfähig zu sein und sich zu einem führenden Standort hinsichtlich der Entwicklung und Anwendung von KI – Technologie zu positionieren.
Unter dem Slogan „KI Made in Germany“ wurde die Strategie unter Beteiligung von Experten in einem demokratischen Prozess erarbeitet. Bis zum Jahr 2025 werden etwa drei Milliarden Euro vom Bund für Forschung und Entwicklung zur Verfügung gestellt. Die Tatsache, dass im ersten Jahr bereits über 100 Projekte, Strategiepapiere und Ideen finanziell gefördert wurden, zeigt deutlich, wie strategisch wertvoll das Thema für den deutschen Staat ist.

Die Strategie, die Ziele, die Handlungsfelder sowie bereits realisierte Praxisbeispiele sind auf der eigens gestalteten Website „KI Strategie Deutschland“ abgebildet. Die politischen Hauptziele wurden in drei prägnanten Aussagen zusammengefasst:

• Technologieführerschaft und Qualitätssiegel „AI Made in Germany“
• Verantwortungsvolle Entwicklung und Nutzung von KI
• Breiter gesellschaftlicher Dialog

Ein interessanter Aspekt, der in den Handlungsfeldern explizit dokumentiert wurde, ist das Bekenntnis zu einer Deutsch-Französischen Zusammenarbeit. Der Fahrplan dafür, wurde am 16. Oktober 2019 in der „Erklärung von Toulouse“ von beiden Ländern gemeinsam verabschiedet.

 

Arbeitsgruppe zur Förderung von KI im Gesundheitswesen

Begleitend zu den Förderungen, werden alle gesammelten Erkenntnisse auf der Website „Lernende Systeme“ dokumentiert und zum Zweck des Austausches und der Kooperation veröffentlicht. Die Plattform ist thematisch in Arbeitsgruppen organisiert, wobei sich eine Gruppe speziell auf die Themen „Gesundheit, Medizintechnik, Pflege“ fokussiert.

Die Arbeitsgruppe wird von Dr.-Ing. Dr. med. Karsten Hiltawsky (Drägerwerk AG & Co. KGaA) und Prof. Dr. med. Klemens Budde (Charité – Universitätsmedizin Berlin) geleitet und durch 12 Experten unterstützt. Die erklärten Leitfragen der Arbeitsgruppe beinhalten Fragestellungen zur Prävention mittels „Künstlicher Intelligenz“, Datennutzung von Patienten-/- Klinikdaten, Assistenzsystemen für Operationen und Pflege, Entlastung von Fachkräften, KI-Technologien in Prothetik und Exoskeletten. Als Ergebnis ihrer Arbeit wurden Publikationen, Berichte und Videos als Download zur Verfügung gestellt.

Beispielhaft wurde ein mögliches, zukünftiges Anwendungsszenario an Hand von Lungenkrebs skizziert. Es soll aufgezeigt werden, wie sich durch künstliche Intelligenz der Umgang mit Vorsorge, Diagnose, Therapie und schließlich Nachsorge verändert und wie Patienten durch neue, individuelle und vor allem wirkungsvolle Behandlungsmöglichkeiten profitieren können.

 

Förderprojekt „HoloMed“

Über ein weiteres Anwendungsbeispiel berichtet das Deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung 2019 auf der Website unter dem Titel „KI unterstützt bei Hirn-OP“. In diesem Zusammenhang geht es um ein gefördertes Projekt, mit dem Namen „HoloMed“. Die Projektpartner entwickeln eine Software für eine Augmented Reality-Brille, die Chirurgen den Weg bei einer Hirn-OP weisen (z.B. Pfad des Katheters in der Hirnkammer). Dabei werden die einzelnen Arbeitsschritte virtuell angezeigt und begleitet. Das fängt damit an, an welcher Stelle der Hautschnitt zu setzen ist oder in welchem Winkel die Bohrung erfolgen muss. Als Basis werden dazu die Daten herangezogen, welche vorher von dem Patienten individuell ermittelt wurden.

 

KI Masterplan Österreich

Im November 2018 veröffentlichte das Unternehmen „Accenture“ im Auftrag des österreichischen Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) und des Bundesministeriums für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort (BMDW) eine Broschüre mit dem Titel „Mission mit Vision – Wie Österreich seine Zukunft mit künstlicher Intelligenz (KI) gestaltet“ (.pdf).
In der Broschüre wird ein Masterplan für den Umgang mit Künstlicher Intelligenz („Artificial Intelligence Mission Austria 2030“) für den Wirtschaftsstandort Österreich vorgestellt und die hohe Relevanz von KI sowie mögliche Zukunftsfelder mit KI skizziert.
Es wurden 7 Entwicklungsfelder, wie z.B. Ausbildung, Forschung und Innovation, Auswirkung auf den Arbeitsmarkt definiert und jeweils Handlungsempfehlungen abgeleitet.

Die Zahlen der nachfolgenden Grafik verdeutlichen das hohe wirtschaftliche Potential, welche in der Entwicklung von Künstlicher Intelligenz für den Wirtschaftsstandort Österreich prognostiziert wird.
Im Bereich Gesundheits- und Sozialwesen wird ein zusätzlicher Anstieg der Bruttowertschöpfung um 20% unter Anwendung von KI für das Jahr 2035 vorhergesagt. Accenture prognostiziert für den Bereich „Herstellung von Waren“ mit 44% die höchste Wachstumschance unter Berücksichtigung des KI-Potentials.

 

Wie ausgeprägt ist die KI-Entwicklung im Gesundheitswesen?

Im Zusammenhang mit der zuvor genannten Broschüre wurde ebenfalls im Auftrag des österreichischen Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) im Zeitraum Oktober 2018 bis Mai 2019 eine Studie zu „Artificial Intelligence Potenzial Österreich: Zahlen, Daten, Fakten“ beauftragt. Im Fokus stand die Analyse des Wirtschafts- und Technologiefeldes Künstlicher Intelligenz auf Basis von existierenden Zahlen, Daten und Fakten, wie z.B. von Statistik Austria oder Arbeitsmarktdaten (Prem et al., 2019).
Betrachtet man in Österreich die Verteilung der Aktivitäten von Forschung und Entwicklung (F&E) im Bereich künstliche Intelligenz auf Wirtschaftssektoren, so fallen 46% auf den Themenbereich Information und Kommunikation. Lediglich 1% ist dem Bereich Gesundheits- und Sozialwesen direkt zuzuordnen.

Ein anderes Bild zeigt die Betrachtung der Anwendungsbereiche von in Österreich geförderten Projekten im Bereich KI. Der größte Anteil, nämlich 37% der geförderten Projekte, befassen sich mit der Sparte Energie, gefolgt von Automotive mit 27% sowie Gesundheit bzw. Landwirtschaft mit jeweils 10%.

 

KI als relevantes Thema in Österreich

Die Relevanz des Themas KI in Österreich wird auch dadurch verdeutlicht, dass im Jahr 2017 das Austrian Council on Robotics and Artificial Intelligence (ACRAI) gegründet wurde. Der Österreichische Rat für Robotik und Künstliche Intelligenz dient als ein Beratungsorgan des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie und berät Stakeholder in Politik, Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft.

 

Referenzprojekt aus Österreich

Ein interessantes Referenzprojekt liefert das Unternehmen „contextflow“, welches seit 2016 an seiner Idee arbeitet. Es erklärt seine Lösung einem Laien als „Google-Suche für die Radiologie“. Es bietet Medizinern die Möglichkeit markante Punkte auf einer Computertomographie (CT) zu markieren. Die Software sucht in der Bilddatenbank ähnliche relevante Fälle mittels Deep Learning Technologie und liefert ähnliche Bilder inklusive historischer Diagnose sowie Textstellen bzw. Links aus der Fachliteratur. Diese Lösung ist für Mediziner eine zeitsparende, effektive Hilfestellung für die Phase der Diagnostik.

Die Recherche zeigt, dass der Nutzen von künstlicher Intelligenz vielversprechend ist. Forscher und Unternehmen haben bereits gewinnbringende Ideen, die es in den nächsten Monaten umzusetzen gilt. Unzählige Projekte sind bereits in der Entwicklungsphase und stehen kurz vor der Implementierung. Gleichzeitig muss auch klar sein, dass die Entwicklung sehr kostspielig ist und es der finanziellen Unterstützung durch Staat und Investoren bedarf.

Quellen

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2 Gedanken zu „Entwicklung von Künstlicher Intelligenz in der Medizin“

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