Der Digital Twin ist noch eine Vision

Komplette digitale Zwillinge von Menschen sind derzeit noch eine Zukunftsvision, aber Zwillingsmodelle bestimmter Organe des menschlichen Körpers wie das Herz, die Leber oder die Lunge wurden bereits entwickelt. Solche Modelle können dazu genutzt werden, um Szenarien zu simulieren wie auch Therapien zu entwickeln. Auf diese Weise können auf den jeweiligen Patienten individuell genau abgestimmte Eingriffe entwickelt werden. Ein kompletter Digital Twin könnte eines Tages den Medizinern helfen, den Alterungsprozess eines Menschen vorherzusagen, ob sich Erkrankungen abzeichnen, welchen Verlauf sie nehmen und wie die effektivste Behandlung aussehen kann. Noch ist das allerdings Zukunftsmusik.

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Fortschritte im Kampf gegen den Krebs

KI kann bei der Auswertung von Bildern schon heute wertvolle Unterstützung für die Therapie geben.

Noch befinden sich die meisten Anwendungsmöglichkeiten im Forschungsstadium, doch erste Behandlungsmethoden, um mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz Krebstumore zu bekämpfen, werden bereits kommerziell genutzt. Die Zukunftsaussichten für KI in der Krebstherapie sind vielversprechend und das gilt sowohl für Operationen als auch für Therapien mittels Bestrahlung. In beiden Anwendungsfällen spielen mit KI hergestellte Bilder eine ausschlaggebende Rolle. Denn Künstliche Intelligenz ist in der Lage, sehr genaue Abgrenzungen zwischen einem tumorbefallenen Gewebe und dem angrenzenden gesunden Gewebe herzustellen.

Derzeit liegen diese Fähigkeiten in etwa auf dem Niveau von menschlichen Experten. Da diese Aufgabe für Menschen sehr zeitaufwendig ist, kann KI eine willkommene Unterstützung bieten, die den Experten Zeit für andere Aufgaben in der Betreuung ihrer Patienten lässt. Der wichtigste Vorteil liegt aber darin, dass durch genaue Bilder eine exakte Behandlung nur des erkrankten Gewebes möglich wird, während das gesunde Gewebe nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. Ebenso sollen durch den Einsatz von KI eines Tages deutlich bessere personalisierte Patientenbehandlungen inklusive einer erheblich verbesserten Früherkennung möglich werden, als das heute der Fall ist. Noch kommen an dieser Stelle mit KI erstellte Therapieoptionen an die von menschlichen Experten erarbeiteten nicht heran, das dürfte sich in Zukunft aber ändern. Denn die KI wird ständig mit Wissen gefüttert, sodass sie ihre eigenen Möglichkeiten permanent erweitert. Geforscht wird auf vielen Ebenen, gerade auch in Deutschland. Klar ist aber auch: Der Mensch wird durch KI nicht überflüssig, sondern er erhält wertvolle Unterstützung durch sie.

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Direkter Datenzugriff in der Cloud

Viele Krebs-Patienten kennen das Verfahren: Sie unterziehen sich einem MRT, bekommen anschließend eine CD mit den radiologischen Bild- und Befundergebnissen in die Hand gedrückt und müssen diese in eine andere Praxis oder in eine Klinik bringen, in der sie ebenfalls behandelt werden. Effizienter ist eine andere Methode, die derzeit getestet wird und eines Tages Normalität werden soll. Dabei werden die Bild- und Befunddaten nicht mehr auf Wechselmedien gebrannt, sondern unkompliziert in eine Cloud geladen. Auf diese Datenwolke haben alle angeschlossenen Stellen Zugriff, sodass sich das medizinische Personal die Daten herunterladen und direkt darauf zugreifen kann. Dieser digitale Austausch erleichtert den reibungslosen Austausch der radiologischen Ergebnisse und schont die Ressourcen der Mitarbeitenden. Da eine Cloud grundsätzlich anfälliger für unerlaubten Datenzugriff ist als ein digitaler Wechselträger, müssen die Grundsätze des Datenschutzes gewährt sein.

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Roboter und KI im smarten Labor

Durch die selbständige Auswertung von Proben kann Künstliche Intelligenz den Menschen effektiv entlasten.

Auch in den medizinischen Laboren haben Digitalisierung und Künstliche Intelligenz längst Einzug gehalten. Ein Schub bekam diese Entwicklung während der Pandemie, als die Labore plötzlich mit Millionen Corona-Tests überflutet wurden, die möglichst schnell ausgewertet werden mussten. Smarte und voll vernetzte Labore erleichtern den Mitarbeitern die Arbeit aber auch in normalen Zeiten und stellen so einen Beitrag zum Kampf gegen den Fachkräftemangel dar. Jeden Tag sammeln sich zum Beispiel in einem Labor riesige Mengen an Daten an. KI kann sie sortieren und sehr viel schneller auswerten als der Mensch. Das entlastet das wissenschaftlich ausgebildete Personal von monotonen und zeitraubenden Arbeiten und gibt ihm die Möglichkeit, sich auf andere Arbeiten zu konzentrieren, für die seine Kompetenz unerlässlich ist. KI kann die Labordaten auswerten und ist in der Lage, bereits gespeicherte Muster zu erkennen und selbständig dazuzulernen. Ein Problem liegt derzeit im Vergleich mit den Ergebnissen anderer Anwendungen, weil meistens nicht genügend Daten vorliegen.

Auch durch den Einsatz von Robotern, die sich ständig wiederholende repetitive und monotone Arbeiten übernehmen können, wird der Mensch entlastet. So sind zum Beispiel bereits Roboter mit smarten Transportboxen für Proben im Einsatz, sodass die Herkunft der Proben jederzeit schnell, unkompliziert und fehlerfrei per Knopfdruck nachprüfbar ist. Die Beprobung dagegen können Roboter derzeit noch nicht selbständig durchführen, aber Experten glauben, dass auch das in Zukunft möglich wird. So gilt auch beim smarten Labor: Wir befinden uns noch am Anfang – aber die Aussichten für die Zukunft sind sehr vielversprechend.