Artificial Intelligence

Doktor Roboter, bitte in den OP

Zitternde Hände? Fehlanzeige. In der Medizin ermöglichen roboterassistierte Systeme mit künstlicher Intelligenz Behandlungen, die Ärzte allein nicht beherrschen: Minimalinvasive Eingriffe, exakte Navigation im Körper – und sogar Diagnosen.

12.01.2017
Dr. Roboter AI
Dr. Roboter, bitte in den OP: Intelligente Maschinen operieren minimalinvasiv und ohne zitternde Hände. (Foto: iStock)

Geht es um die Gesundheit, wird es richtig ernst und die Fehlertoleranz sollte bei Null liegen. Sicher sind auch das Gründe, warum in den vergangenen Jahren assistenzbasierte Robotersysteme in immer mehr Operationssälen weltweit zum Einsatz kommen, denn Roboter und künstliche Intelligenz können Ärzte, Pfleger und Schwestern bei ihren Aufgaben optimal unterstützen.

Das heute am häufigsten eingesetzte chirurgische System mit Robotertechnologie ist "DaVinci", mit dem Ärzte minimalinvasive Operationen sozusagen am Bildschirm ausführen können. Unwillkürliche Bewegungen, etwa zitternde Hände des Operateurs, gleicht DaVinci aus. Programmieren lässt sich der Operationsroboter allerdings nicht, er kann keine eigenständigen Bewegungen ausführen – vom selbständigen Denken ganz zu schweigen.

Der Computer als Kontrollinstanz

Das könnte sich aber in Zukunft ändern. Vor allem im Zusammenspiel mit computergenerierten Animationen und 3D-Bildern sind zumindest in der Theorie schon Roboter möglich, die nahezu eigenständig verschiedene Eingriffe vornehmen können oder den Chirurgen unterstützen. Beispiel: Ein Computertomograph vermisst ein Organ, das von einem Tumor attackiert wird.

Das errechnete dreidimensionale Bild dient als Orientierung während des Eingriffs, aber auch als Kontrollvorlage. Kameras im OP überwachen anschließend die genaue Position der Operationsinstrumente, Sensoren an den Instrumenten liefern ununterbrochen Informationen an einen Zentralrechner. Setzt der Arzt einen Schnitt mit dem Roboterarm nicht richtig an, stoppt das System sofort. So werden Patienten automatisiert vor Fehlern geschützt.

Künstliche Intelligenz statt großer Narben

Aber nicht nur bessere Ergebnisse bei Operationen spielen in der Medizin eine große Rolle. Auch die schnelle Rekonvaleszenz ist entscheidend. Je geringer der Einfluss auf den Körper, desto schneller die Heilung. "Operationen in Hohlräumen, im Bauch- oder Brustraum, werden sukzessive nicht mehr offen durchgeführt, sondern künftig nur noch minimal-invasiv mit robotergesteuerten Systemen", sagt Klaus-Peter Jünemann, Direktor des Universitätsklinikums Kiel, das im OP bereits auf die Roboterchirurgie setzt. Da die Patienten immer seltener "aufgeschnitten" werden, sei Wundheilung fast kein Problem mehr, der Blutverlust gering, die Präzision enorm, sagt Jünemann.

Gleichzeitig werden Ärzte und Fachleute nicht müde zu betonen, dass Roboter immer nur Assistenten bleiben werden und stets der Mensch Operationen beaufsichtigt. Das gilt auch und vor allem bei Diagnosen. Doch auch das könnte sich in Zukunft ändern. Denn die Beurteilung eines Krankheitsbildes sind nur in etwa 20 Prozent der Fälle evidenzbasiert, also auf Basis von bekannten Fällen. Das heißt: Eine von fünf Diagnosen ist falsch oder unvollständig und allein in den USA gibt es fast 1,5 Millionen Medikationsfehler pro Jahr.

Roboter als die besseren Ärzte?

Künstliche Intelligenz im Zusammenspiel mit Big Data ist – anders als das menschliche Pendant – in der Lage, riesige Datenmengen miteinander zu vergleichen und daraus Schlüsse zu ziehen. So konnte der Supercomputer Watson etwa einen seltenen Fall von Blutkrebs bei einer Frau diagnostizieren, den Ärzte zuvor nicht erkannt haben. Watson kam zu dem Ergebnis, nachdem er die genetischen Informationen der Frau mit den Datensätzen aus 20 Millionen klinischen Krebs-Studien verglichen hatte.

Die Möglichkeiten für Ärzte, richtige Diagnosen zu stellen, dürften sich mit zunehmender Vernetzung und dem Ausbau von künstlicher Intelligenz deutlich verbessern. Denn so wäre es möglich, aktuelle Befunden aus Untersuchungen und Diagnosegeräten zu kombinieren und alle verfügbaren Datenquellen heranzuziehen: Behandlungsrichtlinien, elektronische Krankenakten, Notizen von Ärzten und Pflegepersonal, Forschungsergebnisse, klinische Studien und Artikel in medizinischen Fachzeitschriften.

Watson wird inzwischen auch an einer Marburger Klinik eingesetzt, um die Mediziner bei der Diagnose seltener oder unbekannter Erkrankungen zu unterstützen. Der Hintergrund: Pro Monat erscheinen weltweit mehr als 3.000 wissenschaftliche Studien im Bereich der Medizin. Kein Arzt kann sie alle kennen – Watson schon. Daraus ermittelt das System eine Liste möglicher Diagnosen und einen Wert, der angibt, wie sicher jede Hypothese ist. Die letzte Entscheidung hat dann also wieder der Arzt.

Wie wirkt sich die Digitalisierung auf die Gesundheitsbranche aus? Wie entscheidet die Politik? Kann die weltweite Vernetzung es möglich machen, auf das Know-how von Spezialisten aus der ganzen Welt zuzugreifen? Welche Voraussetzungen müssen Mediziner erfüllen, um die neuen Technologien einzusetzen? Auf dem CeBIT Digital Summit "d!conomy Healthcare" am 22. März geht es unter anderem um diese Fragen. Neben Keynote-Vorträgen werden auch in Workshops Chancen, Ideen, Herausforderungen, Wissenstransfer, sowie Best Practices in kleinen Gruppen besprochen.

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