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JOURNAL ONKOLOGIE – Artikel

24. Juni 2019
Seite 1/2
Mit Künstlicher Intelligenz gegen Lungenkrebs

K.-H. Streibich, acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, Plattform Lernende Systeme, München.

In Deutschland erkranken jedes Jahr fast 500.000 Menschen an Krebs; rund 220.000 sterben daran. Damit ist Krebs in unserem Land die zweithäufigste Todesursache. Die kürzlich ausgerufene Nationale Dekade gegen Krebs des Bundes-ministeriums für Bildung und Forschung hat zum Ziel, dass Krebspatienten schneller von Forschungsergebnissen profitieren. Wie kann Künstliche Intelligenz (KI) bereits in 5 Jahren die Heilungschancen für Krebspatienten signifikant verbessern? Das zeigt das Anwendungsszenario der Plattform Lernende Systeme.
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Aktuell überlebt nur etwa jeder fünfte Lungenkrebs-Patient die ersten 5 Jahre nach der Diagnose. Wie verändert KI die Heilungschancen? Das Anwendungsszenario „Mit Künstlicher Intelligenz gegen Krebs“ (https://www.plattform-lernende-systeme.de/anwendungsszenario-onkologie.html) blickt ins Jahr 2024: KI-basierte Assistenzsysteme unterstützen Ärzte bei Diagnose und Therapieentscheidungen. Krebskranke Menschen können individueller und zielgerichteter als je zuvor behandelt werden. Im Szenario leidet der 65-jährige Patient an einer der häufigsten Krebsarten, dem Lungentumor.
 

Das Anwendungsszenario: KI unterstützt Ärzte in ihrer Entscheidungsfindung
  • 2024: Anton Merk hat jahrelang geraucht und leidet an der Lungenkrankheit COPD. Beide Informationen stehen mit seinem Einverständnis in seiner digitalen Patientenakte. Das Assistenzsystem auf Basis von KI, mit dem die Hausärztin von Anton Merk auf dessen Patientenakte zugreift, empfiehlt: Vorsorgeuntersuchung bei einem Lungenfacharzt (Abb. 1A).
  • Der Lungenfacharzt verwendet ebenfalls das KI-Assistenzsystem und kann die Patientenakte einsehen. Ein Computertomograph (CT) durchleuchtet Anton Merks Lunge mit niedriger Strahlendosis. Bei der Auswertung der CT-Bilder lässt sich der Facharzt ebenfalls durch das KI-Assistenzsystem unterstützen und diagnostiziert einen Lungentumor (Abb. 1B).
  • Nachdem die CT-Bilder mit Hilfe von KI ausgewertet wurden, vergleicht das KI-Assistenzsystem den Fall von Anton Merk mit ähnlichen Fällen anderer Patienten. Auf Basis dieses Vergleichs und der körperlichen Verfassung des Patienten empfiehlt das Assistenzsystem eine Operation (OP) als aussichtsreichsten ersten Behandlungsschritt.
  • Dem KI-Assistenzsystem sind die wesentlichen Elemente der chirurgischen Planung bekannt. Durch den Vergleich mit ähnlichen OP-Ergebnissen anderer Patienten anhand anonymisierter Daten können diese für Anton Merk angepasst werden – z.B. die Art und Reihenfolge der notwendigen chirurgischen Arbeitsschritte. Das System warnt darüber hinaus, wenn Ärzte während der OP nah an ein wichtiges Blutgefäß kommen. So können die Ärzte die OP so effektiv wie möglich durchführen und gleichzeitig für den Patienten so schonend wie möglich gestalten.
  • Die OP verläuft erfolgreich. Anton Merk wird aus der Klinik entlassen. Mit seinem Lungenfacharzt bespricht er die medikamentöse Behandlung. Dabei greift der Facharzt erneut auf die Vorschläge des KI-Assistenzsystems zurück. Dieses stützt sich auf umfangreiche medizinische Leitlinien, lässt genetische Merkmale des Tumors mit einfließen und greift auf weltweit vorhandene Patientendaten zu. Auf diese Weise lässt sich der Erfolg unterschiedlicher Therapie-Alternativen viel besser vorhersagen. Gemeinsam wählen Anton Merk und sein behandelnder Arzt diejenige Chemotherapie aus, die das beste Verhältnis aus Wirksamkeit und Nebenwirkungen erwarten lässt (Abb. 1C).
  • Nach Abschluss der Chemotherapie möchte Anton Merk, dass die gesammelten Daten der letzten Monate in seine digitale Patientenakte einfließen, wo er sie jederzeit ein-sehen und verwalten kann. Dann sind seine Krankheit und die Behandlung lückenlos dokumentiert und mögliche Auffälligkeiten lassen sich frühzeitig erkennen. 
  • Anton Merk stimmt einer freiwilligen Datenspende zu: Seine Daten stehen entsprechend anonymisiert und datenschutzkonform Ärzten und Wissenschaftlern zur Verfügung – ein kleiner Beitrag, damit kommende Lungenkrebs-Patienten bessere Heilungschancen haben (Abb. 1D).
 
Abb. 1: Mit Künstlicher Intelligenz gegen Krebs: Im Jahr 2024 ist die Behandlung von Krebserkrankungen wie etwa Lungenkrebs so zielgerichtet und individuell wie nie zuvor – dank eines medizinischen Assistenzsystems auf KI-Basis (©Plattform Lernende Systeme).
Assistenzsystems auf KI-Basis

 
 
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