Wie Künstliche Intelligenz bei der Gesundheitsversorgung helfen kann

Am Morgen ist Sophie Mauer mit Kopfschmerzen aufgewacht, sie fühlt sich schlapp und hat ein Kratzen im Hals. Hat sie sich trotz aller Vorsichtsmaßnahmen mit dem Coronavirus angesteckt? Sophie holt ihr Smartphone hervor, startet eine App und spricht einige Worte ins Mikro. Kurz darauf die Entwarnung: Die Sprachanalyse hat ergeben, dass es nicht das Coronavirus ist, sondern wohl nur ein harmloser Infekt.

Eine Sprach-App zur Erkennung von COVID-19 klingt wie Zukunftsmusik – doch am Universitätsklinikum Augsburg wird bereits daran geforscht. Das Team um Björn Schuller arbeitet seit Jahren an Stimmanalysen, die mit Hilfe Künstlicher Intelligenz (KI) Erkrankungen wie Kehlkopfkrebs erkennen können. In der Pandemie legen die Forscher den Fokus auf die Stimmerkennung von Covid. Dafür pflegten sie im März 2020 zunächst Daten von kranken und gesunden Patientinnen und Patienten aus China in ihr Programm ein und bauten die Datenbank in den kommenden Monaten immer weiter aus. Die App kann Symptome wie Husten, Niesen, Kurzatmigkeit oder eine verstopfte Nase erkennen und auswerten. Marktreif ist sie noch nicht, aber ihr Nutzen liegt auf der Hand: Die Diagnose kann ohne direkten Kontakt erfolgen, kommt ohne Abstrich, Blutabnahme oder Röntgenbild aus.

Es sind solche Ansätze, die das Potenzial von KI in der Medizin und Pflege deutlich machen. Doch obwohl KI schon in viele Lebensbereiche vorgedrungen ist, können sich viele Menschen beim Einsatz von KI in der Gesundheitsbranche nicht viel vorstellen, beobachtet Lena-Sophie Müller. Sie ist Geschäftsführerin der Initiative D21, einem gemeinnützigen Verein, der seit 20 Jahren die digitale Transformation begleitet, unter anderem mit dem jährlich erscheinenden „Digital-Index“. Dafür werden Bürgerinnen und Bürger dazu befragt, welche digitalen Systeme sie nutzen und wie aufgeschlossen sie gegenüber digitalen Lösungen sind. Ziel der Initiative ist es, eine digitale Spaltung zu verhindern, in der manche Menschen von der Digitalisierung profitieren und andere nicht. „Ein Großteil der älteren Bevölkerung ist noch immer offline und nutzt die Möglichkeiten der digitalen Versorgung nicht“, sagt Müller. Das hat die jüngste Befragung für den „Digital-Index“ ergeben. Angebote wie Telemedizin, E-Rezepte und die elektronische Patientenakte, wie sie zum Beispiel die gesetzliche Krankenversicherung „Die Techniker“ (TK) ihren Versicherten bietet, müssen für ältere Menschen leicht bedienbar sein. Zugangsbarrieren und Unsicherheiten könnten abgebaut werden, wenn zum Beispiel in den Arztpraxen gezeigt würde, wie man seine elektronische Patientenakte einsehen kann. Das kostet im Praxisbetrieb natürlich Zeit – Zeit, die zum Beispiel durch den Einsatz digitaler Technik, etwa beim Blutdruckmessen, gewonnen werden kann.

Gesetzliche Krankenkassen wie die TK können ihren Teil dazu beitragen, damit KI künftig den Kontakt zwischen Medizinern und Patientinnen und Patienten sinnvoll ergänzt. „Das Solidarsystem ermöglicht es uns, innovative Lösungen zu entwickeln“, sagt Alexander Schellinger, Leiter Entwicklung Versorgungsmanagement bei der TK. Das Digitale-Versorgung-Gesetz von 2019 unterstützt diesen Weg, so können nun zum Beispiel Apps auch per Rezept verschrieben werden.

Im Gesundheitswesen wird KI heute schon in Bereichen genutzt, die Patientinnen und Patienten nicht direkt in der Krankenbehandlung betreffen, etwa in der Verwaltung und bei der Abrechnung auf Seiten der Krankenkassen. Auch Chatbots, die beim Besuch einer Webseite nach dem Problem fragen, bei dem sie Userinnen und Usern helfen können, werden häufiger eingesetzt. Die TK setzt beim Auslesen gescannter Dokumente, bei Vorhersagemodellen für die Versorgung und im Leistungsmanagement bereits auf KI.

Aber auch beim direkten Umgang mit Patientinnen und Patienten kann KI nützlich werden. Nicht, um Arzt- und Pflegepersonal zu ersetzen, sondern um das medizinische und Pflegepersonal zu unterstützen: „Zum Beispiel durch Expertensysteme, die Ärztinnen und Ärzte oder Pflegende für eine digitale Zweitmeinung konsultieren können“, sagt Schellinger.

D21-Geschäftsführerin Müller beobachtet, dass Menschen beim Thema KI meist an Roboter denken. Tatsächlich gibt es in Japan bereits Pflegeroboter. Allerdings haben diese Roboter nicht die Aufgabe, die menschliche Pflege zu ersetzen, sondern sie unterstützen die Pflegenden.

„Wir müssen hier auch als Gesellschaft einen ehrlichen Diskurs darüber führen, wie physisch anspruchsvoll und emotional stressig Pflege für Fachkräfte und Familienangehörige sein kann“, sagt Müller. Roboter können Autonomie zurückgeben, indem sie für Menschen, die in ihrer Bewegung eingeschränkt sind, den Fernseher anschalten oder die Heizung hochstellen. Sie können Pflegepersonal Botengänge abnehmen.

Die TK nutzt KI seit Anfang 2019 mit ihrem Kooperationspartner Philips für das Hausnotrufsystem „Sicher zu Hause“. Die KI des Systems registriert über Sensoren minimale Schwankungen bei den Nutzern, etwa ob jemand wackelig geht oder ungewöhnlich lange im Bett liegt. Löst das System Alarm aus, wird die betreffende Person sofort von einem speziell geschulten Gesundheitsberater angerufen. Auf diese Weise hilft das System zum Beispiel Stürze zu vermeiden.

Um die Akzeptanz solcher KI-Anwendungen zu erhöhen, braucht es zwei Ansätze, glaubt Müller: „aufklären und erklären“. Die Gesellschaft müsse schrittweise an die Veränderungen gewöhnt werden – etwa, indem ein Arzt seiner Patientin die einzelnen Schritte einer maschinellen Untersuchung mit einer KI beim ersten Mal genau erklärt, so dass sie versteht, was passiert. So werden Berührungsängste abgebaut. Die Auswertung und das Diagnostik-Gespräch erfolgen mit dem Arzt, der mehr Zeit für den direkten Kontakt mit der Patientin oder dem Patienten hat.

Wichtig ist auch der Umgang mit den Daten. Zum einen muss klar sein, dass Patientinnen und Patienten die Macht über ihre Daten haben. „Ohne das Vertrauen der Versicherten ist jede noch so gute KI-Anwendung wertlos“, sagt Schellinger. Für die TK haben Cybersicherheit und Datenschutz deshalb höchste Priorität. „Wir schreiben jedem Partner höchste Standards ins Pflichtenheft, die sogar über die EU-Datenschutzverordnung hinausgehen“, sagt Schellinger. Die TK will von ihnen genau wissen, was sie mit den Daten tun und schließen Zweitverwertungen, etwa für Werbezwecke, explizit aus. Partner wie IBM dürfen Daten nur gesichert und verschlüsselt übertragen und müssen Daten auf deutschen Servern lagern. Für KI gelten diese Vorgaben ebenfalls, weil maschinelles Lernen große und hochqualitative Datenmengen benötigt.

Darüber hinaus ist jede Künstliche Intelligenz nur so gut wie der Datensatz, auf dem sie basiert: „Wenn eine Diagnostik-KI nur mit Daten von Menschen aus Europa trainiert wird, hat sie eine Schieflage und weiß zu wenig über Menschen mit asiatischem oder afrikanischem Hintergrund“, sagt Müller. Auch eine KI, die nur wenig Daten über Symptome und Verläufe einer Krankheit bei Frauen hat, ist fehleranfällig. „In der öffentlichen Debatte legen wir die Messlatte für KI immer sehr hoch. Bei den Datensätzen kann uns die KI aber auch einen Spiegel vorhalten, wo wir als Gesellschaft blinde Flecke haben“, sagt Müller. Am Ende lernt womöglich nicht nur die KI von uns, sondern auch wir von ihr.

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