Die Stär­ken von Künst­li­cher Intel­li­genz in der Herz­me­di­zin. Ein Exper­ten­kom­men­tar von Axel Bauer, Direk­tor der Univ. Kli­nik für Kar­dio­lo­gie und Angio­lo­gie an der Med Uni Inns­bruck anläss­lich des aktu­el­len Kar­dio­lo­gie-Kon­gres­ses in Innsbruck.

Künst­li­che Intel­li­genz wird den Arzt und die Ärz­tin nicht erset­zen, jedoch hat KI das Poten­tial, die Gesund­heits­sys­teme zu revo­lu­tio­nie­ren und viele von noch gegen­wär­ti­gen Pro­ble­men zu lösen. Das gilt etwa für Sys­teme, die Gesprä­che zwi­schen Arzt, Ärz­tin und Patient:in auf­zeich­nen und in struk­tu­rierte Befunde über­tra­gen. Der Doku­men­ta­ti­ons­auf­wand ver­rin­gert sich, es bleibt mehr Zeit für das Gespräch und die Ver­sor­gung der Patient:innen.

KI-Anwen­dun­gen eröff­nen aber auch dia­gnos­ti­sche Mög­lich­kei­ten jen­seits mensch­li­cher Mus­ter­er­ken­nung. „Man sieht nur, was man weiß und ver­ste­het“, hat Johann Wolf­gang von Goe­the ein­mal gesagt. Heute kön­nen wir behaup­ten, dass die KI mehr sieht, als wir Men­schen wis­sen. Anschau­li­che Bei­spiele kom­men aus der EKG-Ana­lyse, zei­gen, dass KI-Algo­rith­men Hin­weise auf ver­schlos­sene Herz­kranz­ge­fäße ent­de­cken kön­nen, obwohl klas­si­sche Ver­än­de­run­gen in bestimm­ten Kur­ven-Abschnit­ten des EKGs fehlen.

KI und Bio­mar­ker unter­stüt­zen bei Früh­erken­nung, Risi­ko­ein­schät­zung und Verlaufskontrolle

Auch Vor­hof­flim­mern kann schon mit KI pro­gnos­ti­ziert wer­den, selbst wenn im Moment des EKGs ein nor­ma­ler Herz­rhyth­mus vor­liegt. Sol­che Modelle und Asso­zia­tio­nen basie­ren auf sehr gro­ßen und kom­ple­xen Daten­sät­zen. Das ist eine Stärke der KI, aber auch eine Her­aus­for­de­rung für die evi­denz­ba­sierte Medi­zin. Die Rele­vanz und auch der Nut­zen sol­cher Mus­ter müs­sen in pro­spek­ti­ven Stu­dien erst geprüft und bestä­tigt wer­den, ähn­lich wie bei kli­ni­schen Medi­ka­men­ten­stu­dien. Nicht jede bes­sere Dia­gnos­tik führt auto­ma­tisch zu bes­se­rer Ver­sor­gung und damit Prognose. 

Moderne Kli­ni­ken wie die Med Uni Inns­bruck for­schen und ent­wi­ckeln auch selbst mit KI. Einer unse­rer For­schungs­schwer­punkte ist bei­spiels­weise die digi­tale Kar­dio­lo­gie. Aus Signa­len wie hoch­auf­lö­sen­dem EKG oder Smart­phone-Sen­so­rik ent­wi­ckeln wir mit­hilfe von KI und ande­ren Ana­ly­se­ver­fah­ren Bio­mar­ker, die bei Früh­erken­nung, Risi­ko­ein­schät­zung und Ver­laufs­kon­trolle unter­stüt­zen. Unsere Stärke als Uni­ver­si­täts­kli­nik ist es, dass wir neue Ent­wick­lun­gen auch in kli­ni­sche Stu­dien umset­zen kön­nen. Das kommt unse­rer Ziel­set­zung, im KI-Bereich euro­pa­weit vorne mit dabei zu sein, sehr entgegen.

Smart­phones für einen Herz­klap­pen­check von zuhause aus 

Als Bei­spiel aus der medi­zi­ni­schen Pra­xis sei hier die Puls­kon­troll-App zur Früh­erken­nung von Vor­hof­flim­mern ange­führt, die wir im Rah­men des groß ange­leg­ten und geför­der­ten Aus­trian Digi­tal Heart Pro­gram ent­wi­ckelt haben und die nun in einer öster­reich­wei­ten Stu­die eva­lu­iert wird. Im For­schungs­pro­jekt SMART VALVE unter­su­chen wir, ob han­dels­üb­li­che Smart­phones mit ihren ein­ge­bau­ten Mikro­fo­nen und Bewe­gungs­sen­so­ren für einen Herz­klap­pen­check genutzt wer­den kön­nen, indem sie etwa auf dem Brust­korb lie­gend Vibra­tio­nen erfassen. 

Auch dazu wird eine kli­ni­sche Stu­die durch­ge­führt, um die Smart­phone-Mes­sung mit eta­blier­ten Ver­fah­ren wie der Echo­kar­dio­gra­phie zu ver­glei­chen. Sollte sich der Ansatz bewäh­ren, könnte ein ein­fa­cher, digi­ta­ler Herz­check von zuhause aus mög­lich wer­den. Auch Stimme und Mimik geben Signale ab, die mit­hilfe von KI, Rück­schlüsse auf kar­dio­vas­ku­läre Erkran­kun­gen zulas­sen. In die­sem Pro­jekt wer­den sowohl Spra­che und Sprech­fluss als auch visu­elle Bio­mar­ker wie Lid­schluss oder mimi­sche Bewe­gun­gen mit­hilfe des Smart­phones ana­ly­siert. Wir sehen, dass mit sol­chen Anwen­dun­gen immer mehr Infor­ma­tio­nen direkt ver­füg­bar wer­den und damit die Risi­ko­vor­her­sage immer bes­ser und indi­vi­du­el­ler wird.

KI und die Ent­wick­lung von inno­va­ti­ven Algo­rith­men für die Bild­ana­lyse und Bildinterpretation

Das Thema Künst­li­che Intel­li­genz bil­det auch im dies­jährigen Kon­gress­pro­gramm wie­der einen beson­de­ren Schwer­punkt, wo wir mit Daniel Rück­ert einen über­aus renom­mier­ten Exper­ten als Haupt­red­ner gewin­nen konn­ten. Er ist Alex­an­der von Hum­boldt-Pro­fes­sor für KI in der Medi­zin an der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen und auch Pro­fes­sor am Impe­rial Col­lege Lon­don. Rück­ert forscht zur Ent­wick­lung von inno­va­ti­ven Algo­rith­men für die Bild­ana­lyse und Bild­in­ter­pre­ta­tion und über KI für die Ablei­tung kli­ni­scher Infor­ma­tio­nen aus medi­zi­ni­schen Bil­dern. Das sind zen­trale Anwen­dungs­ge­biete in der dia­gnos­ti­schen und pro­gnos­ti­schen Herzmedizin. 

Beim dies­jährigen Kon­gress set­zen wir gene­rell wie­der auf die bewährte Pra­xis­nähe und inter­ak­tive Dis­kus­si­ons­for­mate. Statt rein aka­de­mi­scher Vor­träge ste­hen kon­krete Fälle und Sze­na­rien im Mit­tel­punkt. Dazu behan­deln wir neue Stu­di­en­ergeb­nisse, neue Leit­li­nien und Tech­no­lo­gien, die wir gemein­sam mit füh­ren­den inter­na­tio­na­len Expert:innen erör­tern und ein­ord­nen. Diese Mischung aus kli­ni­schem All­tag und aktu­el­len Bele­gen aus der Wis­sen­schaft sorgt dafür, dass Inno­va­tio­nen dort ankom­men, wo sie wir­ken sol­len : in den Ordi­na­tio­nen und am Krankenbett.

(Axel Bauer ist Direk­tor der Univ.-Klinik für Innere Medi­zin III, Kar­dio­lo­gie und Angio­lo­gie an der Med Uni Inns­bruck. Gemein­sam mit Chris­toph Bren­ner und Bern­hard Metz­ler ver­ant­wor­tet er nun von 5. bis 7. März den 28. Kar­dio­lo­gie Kon­gress in Inns­bruck, wo wie­derum rund 800 Teil­neh­mende erwar­tet wer­den. Kom­mende Woche star­tet an der Med Uni dann „Die Woche des Gehirns ; eco­nomy berichtete)