Nov. 11, 2022 – Künstliche Intelligenz birgt viel Potenzial in der Medizin, indem sie Ärzten hilft, Hautkrebs zu finden, potenzielle Probleme auf einer Röntgenaufnahme des Brustkorbs zu erkennen und bei vielen anderen Verfahren zu helfen. Ein weiteres Paradebeispiel ist die Darmkrebsvorsorge im Rahmen einer Darmspiegelung.
Eine Koloskopie – empfohlen für Amerikaner mit durchschnittlichem Krebsrisiko ab dem 45. Lebensjahr – wird für Patienten mit zusätzlicher künstlicher Intelligenz oder KI nicht viel anders sein. Aber hinter den Kulissen könnte die KI die Erkennung von präkanzerösen Polypen oder krebsartigen Läsionen wahrscheinlicher machen.
„Die KI-unterstützte Koloskopie steigert effektiv die Fähigkeit des Arztes, selbst die subtilsten präkanzerösen Polypen zu finden“, sagt Tyler M. Berzin, MD, Gastroenterologe am Center for Advanced Endoscopy am Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston.
Die Technologie ist darauf ausgelegt, alles, was der Computer „sieht“, als verdächtig zu kennzeichnen, ersetzt jedoch nicht die Ausbildung und das Fachwissen eines Gastroenterologen. Auch bei KI bleiben die Ärzte an der Seite des Patienten und führen den Eingriff durch.
Der Arzt behält die volle Kontrolle, sagt Prateek Sharma, MD, ein Gastroenterologe und Professor für Medizin an der University of Kansas School of Medicine in Kansas City, KS. „KI hilft ihnen und warnt sie vor Dickdarmpolypen – den präkanzerösen Läsionen im Dickdarm – damit der Arzt sie entfernen kann.“
Die Kontroverse geht weiter
Größe, Höhe und Anzahl spielen bei Polypen eine Rolle. Ärzte entfernen oder biopsieren im Allgemeinen Läsionen, die 10 Millimeter und größer sind.
Aber es besteht weniger Konsens über die beste Herangehensweise an kleinere Polypen.
„Die klinische Relevanz der Erkennung und Entfernung von kleinen (5 bis 9 mm) oder winzigen (weniger als 5 mm) Adenomen ist a Gegenstand laufender Debatten“, Berzin und Co-Autoren schrieben im Mai 2020 in einer führenden Fachzeitschrift für Gastroenterologie.
Einer der potenziellen Nachteile bei der Verwendung von KI-Polypenwerkzeugen ist beispielsweise „das Risiko, eine größere Anzahl kleiner oder hyperplastischer Polypen zu entfernen, was die Kosten und das Risiko erhöht, ohne dass der Patient davon profitiert“, sagt Berzin.
„Ausgebildete Gastroenterologen sind Experten darin, präkanzeröse Dickdarmpolypen zu identifizieren und zu entfernen“, sagt Berzin. „Aber ein Gastroenterologe, der mit einem KI-Tool zur Polypenerkennung arbeitet, hat einen großen Vorteil, weil KI-Computer-Vision-Tools gleichzeitig analysieren können jedes Pixel des Endoskopiemonitors und kann dabei auch nur eine Millisekunde abgelenkt oder ermüdet sein.“
Der Vorteil für die Patienten ist „ein weiteres Augenpaar, das nach Polypen sucht und dem Arzt hilft“, sagt Sharma, der auch Vorsitzender der Task Force für künstliche Intelligenz bei der American Society for Gastrointestinal Endoscopy ist.
Wie es funktioniert
KI basiert auf Computeranweisungen, sogenannten Algorithmen, die den Unterschied zwischen besorgniserregenden und gutartigen Koloskopiebildern und -videos lernen. KI wird in einem Prozess, der als maschinelles Lernen bezeichnet wird, besser über Gegenstände. Wenn ein KI-System einen potenziell problematischen Bereich entdeckt, lenkt die Technologie die Aufmerksamkeit darauf, indem sie ihn in einem Kästchen auf dem Bildschirm einrahmt. Einige Systeme geben auch einen akustischen Alarm aus.
„Wir sehen ein größeres Interesse an der Verwendung dieser Algorithmen, da sie die Polypenerkennung durch Endoskopiker standardisieren und somit die Zahl der übersehenen Dickdarmkrebserkrankungen verringern werden“, sagt Dr.
„Diese Produkte gewinnen langsam an Bedeutung. Bei der Planung der Koloskopie sollten Patienten fragen, ob ihr Endoskopiker Zugang zu erweiterten Diagnoseinstrumenten hat“, sagt sie.
Die Technologie ist nicht 100 % der Zeit genau – es kann zu Fehlalarmen kommen, wenn das System beispielsweise eine Blase im Dickdarm als potenziell gefährlich kennzeichnet. Das ist nur einer der Gründe, warum Ärzte immer noch das letzte Wort darüber haben, ob ein Polyp verdächtig ist oder nicht.
KI oder keine KI: „Die Koloskopie ist seit langem unser effektivstes Instrument zur Vorbeugung von Dickdarmkrebs, da sie präkanzeröse Polypen früher als jede andere Screening-Methode erkennt“, sagt Berzin, der auch außerordentlicher Professor für Medizin an der Harvard Medical School ist.
KI kann kostspielig sein
KI und maschinelles Lernen spielen bereits eine Rolle in „intelligenten“ Technologien (Smartphones, Smartwatches und Smart Speakers), selbstfahrenden Autos und Spracherkennungssoftware. Doch der Einsatz von KI in der Medizin ist vergleichsweise neu. Und wie viele neuartige Technologien ist sie auch teuer. „Die KI-Ausrüstung muss gekauft werden und ist teuer“, sagt Sharma.
„Die Kosten der Algorithmen können derzeit für einige Zentren in der aktuellen Gesundheitslandschaft unerschwinglich sein“, stimmt Parasa zu. „Die Kosten werden wahrscheinlich sinken, wenn mehr Algorithmen in den GI-Markt eintreten, wie es bei anderen Softwarelösungen der Fall ist.“
Darmkrebs ist weit verbreitet
Abgesehen von einigen Arten von Hautkrebs ist Darmkrebs die vierthäufigste Krebsart bei Amerikanern. Es ist auch die vierthäufigste Ursache für krebsbedingte Todesfälle in den Vereinigten Staaten CDC-Berichte. Demnach werden mehr als 150.000 Amerikaner mit Darmkrebs diagnostiziert und mehr als 50.000 werden im Jahr 2022 sterben Zahlen des National Cancer Institute.
Zukünftige Einblicke
Mehr Forschung ist notwendig, um zu untersuchen, wie Menschen und diese Technologie interagieren, sagt Berzin. „Die interessanteste Forschung in diesem Bereich wird nicht darin bestehen, ‚Arzt versus KI‘ zu vergleichen, sondern sich darauf konzentrieren, die Nuancen von ‚Arzt plus KI‘ zu verstehen.“
In den USA gibt es mindestens drei von der FDA zugelassene KI-Algorithmen zur Polypenerkennung, und weitere werden entwickelt, sagt Parasa.
„Außerdem könnten andere Anwendungen, die derzeit auf dem europäischen Markt erhältlich sind, in naher Zukunft auch auf dem US-Markt erhältlich sein, einschließlich der Charakterisierung von Polypen.“
„Wenn das Feld reift, werden wir wahrscheinlich mehr KI-Augmentationstools sehen, die uns bei der Erkennung und Diagnose von GI-Erkrankungen in Echtzeit unterstützen werden“, fügt sie hinzu. „Eine Reihe von Algorithmen wie diese wird die Patientenversorgung und die Ergebnisse definitiv verbessern.“
Auch wenn KI in der Medizin so etwas wie ein Work in Progress ist, erwartet Berzin, dass die Kombination aus Arzt und KI-Technologie „langfristig zu einem höchstmöglichen Schutz vor Darmkrebs führen wird“.