Medizin

Künstliche Intelligenz im Kampf gegen Krebs

STAND
AUTOR/IN
Ulrike Till
ONLINEFASSUNG
Ralf Kölbel

Bei Krebserkrankungen ist die anfallende Datenmenge oft gewaltig. Dabei könnte künstliche Intelligenz künftig helfen.

Bei Krebspatienten und -patientinnen müssen Röntgenbilder, Gewebeproben, Tumormarker im Blut und genetische Informationen richtig gedeutet werden. In Studien am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg hilft Künstliche Intelligenz (kurz:KI) bei der Auswertung medizinischer Bilder, von Gensequenzen oder Gewebeproben.


Künstliche Intelligenz für schnellere Krebs-Diagnosen

Prof. Heinz-Peter Schlemmer, Leiter der Radiologie am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg, geht davon aus, dass KI Ärzte künftig immer stärker unterstützen wird:

„Künstliche Intelligenz wird zunehmend eine Rolle spielen. Die Methoden, mit denen wir arbeiten, werden immer komplexer. Die Daten, die uns zur Verfügung stehen, werden immer umfangreicher. Und künstliche Intelligenz wird ein Verfahren sein, das uns wie ein Werkzeug hilft, mit dieser Information in kürzerer Zeit und mit höherer Präzision umzugehen.“

Künstliche Intelligenz könnte Mediziner bei der Diagnose von Krebs unterstützen. (Foto: IMAGO, imago)
Künstliche Intelligenz könnte Mediziner bei der Diagnose von Krebs unterstützen. imago

Mehr Zeit für Patiententenversorgung durch Künstliche Intelligenz

Auch Dr. Ralf Floca von der Arbeitsgruppe Softwareentwicklung für Integrierte Diagnostik und Therapie am DKFZ sieht den Einzug von Algorithmen in die Krebsmedizin positiv: Er wünscht sich, dass Experten durch die neuen Technologien mehr Zeit für die wirklich wichtigen Aufgaben übrig bleibt: im Dialog, im Umgang mit Menschen. Das könne eine Maschine nie übernehmen. Künstliche Intelligenz könne hingegen „Erbsenzähleraufgaben“ übernehmen, die heutzutage auch sehr oft vom ärztlichen Personal übernommen werden muss.

Ein Gespräch beim Arzt kann Künstliche Intelligenz nicht ersetzen.  (Foto: IMAGO, picture alliance / PhotoAlto)
Ein Gespräch beim Arzt kann Künstliche Intelligenz nicht ersetzen. Vielleicht bleibt dafür mehr Zeit, wenn KI andere Aufgaben übernehmen könnte. picture alliance / PhotoAlto

Experten fordern transparente KI-Systeme

Bisher funktionieren viele KI-Systeme wie eine Black Box: Der Rechner spuckt ein Ergebnis aus, aber keiner weiß, warum der Algorithmus so entschieden hat. Wenn es um das Leben von Patienten geht, ist das ein bedenklicher Ansatz – Ralf Floca fordert deshalb transparentere Systeme, auch wenn das mehr Aufwand bedeutet.

Bisherige Systeme, haben zwar irgendein Ergebnis produziert, doch man konnte nicht immer sagen, wie es zu diesem Ergebnis kam. Im Zweifelsfall kann eine Plausibilitätprüfung dann zeigen, ob mit einem Ergebnis möglichweise etwas nicht stimmt.

Illustration einer Krebszelle.  (Foto: IMAGO, imago/Westend61)
Illustration einer Krebszelle. imago/Westend61

KI-Systeme könne Ärzte nicht vollständig ersetzen

Wenn die Empfehlungen eines Algorithmus nachvollziehbar sind, können sie Ärzte sinnvoll unterstützen. Komplett ersetzen werden sie menschliche Mediziner aber nie – davon ist der Physiker und Radiologe Heinz-Peter Schlemmer überzeugt:

„Wir wissen, dass natürlich moderne Verfahren in der Künstlichen Intelligenz auch selbstlernend sind. Wir werden aber immer Ärzte brauchen, die kontrollieren. Denn sie werden immer nur so funktionieren, wie man sie programmiert hat. Und wenn irgendwelche unvorhergesehenen Ereignisse eintreten, für die der Computer nicht trainiert wurde, brauchen wir den Menschen der eingreift und der das Ganze korrigiert.“

KI anlysiert Prostata-Kernspinaufnahmen

Außerdem seien viele Therapie-Entscheidungen sehr komplex, die auch in Bereiche hineingehen, die der Computer nicht erfassen könne. Dabei, so Schlemmer, gehe es z.B. auch um menschliche Aspekte, die man nur mit Empathie bei den Patienten erfassen könne. Dafür seien die Computer blind.

Im klinischen Alltag spielt Künstliche Intelligenz noch kaum eine Rolle, aber es gibt vielversprechende Pilotstudien. Am DKFZ in Heidelberg haben Informatiker, Radiologen und Urologen zum Beispiel ein künstliches neuronales Netzwerk zur Analyse von Kernspinaufnahmen der Prostata entwickelt.

Auch Prostatakrebs lässt sich mit KI möglicherweise schneller erkennen. (Foto: IMAGO, imago)
Auch Prostatakrebs lässt sich mit KI möglicherweise schneller erkennen. imago

KI erkennt Hirntumore auf MRT-Bildern verlässlicher als Ärzte

Da Ergebnis: Das KI-System konnte verdächtige Bereiche genauso sicher erkennen wie erfahrene Ärzte. Und in einer KI-Studie mit 2000 MRT-Bildern von Patienten mit Hirntumor ließ sich das Ansprechen auf die Therapie mit Hilfe von KI sogar besser beurteilen als auf herkömmlichem Weg: Die Analyse durch selbstlernende Algorithmen war um ein Drittel verlässlicher als das traditionelle Verfahren.

Für Patienten ist es entscheidend, dass schnell klar ist, ob eine Behandlung anschlägt oder nicht. Die Forscher überprüfen nun, ob der neue Ansatz schon reif ist für die Praxis. Ein Grundproblem müssen sie dabei überwinden: Für den breiten Einsatz müssen Algorithmen mit Daten aus unterschiedlichen Kliniken trainiert werden. Dabei können sich aber leicht Fehler einschleichen, warnt Ralf Floca.

Künstliche Intelligenz muss vor allem in der Anfangsphase immer auch von medizinischen Fachkräften überprüft werden. (Foto: dpa Bildfunk, Britta Pedersen/dpa-Zentralbild/dpa +++ dpa-Bildfunk)
Künstliche Intelligenz muss vor allem in der Anfangsphase immer auch von medizinischen Fachkräften überprüft werden. Britta Pedersen/dpa-Zentralbild/dpa +++ dpa-Bildfunk

KI in der Medizin - langer, steiniger Weg

So hinge schon bei so etwas Einfachem wie beim Fiebermessen die Temperatur, die gemessen werde, von vielen Faktoren ab. Wo wurde gemessen: Im Mund? Unter dem Arm? Auf der Stirn? Eher morgens oder abends? Für komplexere Sachverhalte werde es dann noch schwieriger, eine gemeinsame Sprache zu finden.

Nur so können große, überregionale Datenbanken für die Entwicklung zuverlässiger KI-Systeme entstehen. Und die sind die Voraussetzung für Algorithmen, die in Stuttgart genauso sicher funktionieren wie in Paris und New York. Die Chancen für die Medizin sind hoch, aber der Weg dahin ist steinig, so die Bilanz von Karl-Heinz Schlemmer.

Mehr zum Thema Krebs

Medizin Impfung gegen Gebärmutterhalskrebs hilft auch Frauen mit Krebsvorstufe

Studien zeigen: Die HPV-Impfung kurz vor oder nach der Operation kann betroffene Frauen vor einem Rezidiv bewahren – also davor, erneut Zellveränderungen oder gar Krebs am Gebärmutterhals zu entwickeln. Auch wenn sie bei der Impfung schon älter sind.  mehr...

SWR2 Impuls SWR2

Medizin Hodenkrebs: Extremer Leistungssport vor der Pubertät ist ein Risikofaktor

Internationale Studien zeigen, dass Jungen, die vor der Pubertät extrem anstrengenden Leistungssport machen, ein erhöhtes Risiko für Hodenkrebs haben, unabhängig von genetischen Faktoren. Woran liegt das?
Jochen Steiner im Gespräch mit Prof. Frank Sommer, Präsident der Deutschen Gesellschaft für Mann und Gesundheit.  mehr...

SWR2 Impuls SWR2

Psychologie Selbsthilfegruppen – Was bringt der Austausch unter Betroffenen?

Selbsthilfegruppen geben Betroffenen Kraft, besser mit einer Krankheit oder Sorgen umzugehen. Am besten erforscht ist ihre Wirksamkeit bei Alkoholsucht. Von Jan Teuwsen (SWR 2022)  mehr...

SWR2 Wissen SWR2

Ernährungsmedizin Arthrose, Diabetes, Krebs: Welche Ernährung hilft bei Krankheiten?

Die richtige Ernährung kann den Verlauf von Krankheiten positiv beeinflussen und bei der Therapie helfen. Welche Lebensmittel sollte ich bei Arthrose essen, welche nicht? Was rät die Ernährungsmedizin bei Diabetes, Krebs oder Magen-Darm-Krankheiten? Wie wirken bestimmte Lebensmittel im Körper? Was bringt es, Alkohol wegzulassen?
Ihre Fragen rund um Ernährung bei Krankheiten hat der Mediziner Dr. Jürgen Herbers beantwortet. Er ist Ärztlicher Geschäftsführer am Adipositas-Zentrum Bietigheim-Bissingen und Vizepräsident des Bundesverband Deutscher Ernährungsmediziner.  mehr...

SWR2 Impuls SWR2

Medizin Blutkrebs: Leben retten mit einem Wattestäbchen

Für viele Menschen mit Blutkrebs ist eine Stammzellspende die beste Chance auf Heilung. Sich als Spender typisieren zu lassen und so ein Menschenleben zu retten, geht leicht. Wie funktioniert die Stammzell-Spende und wie die Therapie von Blutkrebs?
Martin Gramlich im Gespräch mit Henrik von Tenspolde, SWR-Wissenschaftsredaktion.  mehr...

SWR2 Impuls SWR2

Krebsforschung Filmtipp: „Jim Allison – Pionier. Krebsforscher. Nobelpreisträger.“

2018 wurde Jim Allison mit dem Nobelpreis für Physiologie und Medizin ausgezeichnet. Allison machte sich einen Namen in einer speziellen Krebstherapie, die das Immunsystem in seinem Kampf gegen Krebszellen stärkt. Bill Haney hat den US-Wissenschaftler porträtiert.  mehr...

SWR2 Impuls SWR2

STAND
AUTOR/IN
Ulrike Till
ONLINEFASSUNG
Ralf Kölbel