Künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen

Vor allem im Gesundheitswesen existiert eine enorme Menge an relevanten Daten, die zu einer besseren medizinischen Versorgung von Patientinnen und Patienten beitragen können. Allerdings ist eine Analyse dieser Gesundheitsdaten umfangreich und komplex. Daher wird es nahezu unmöglich diese ausschließlich durch ausgewähltes Fachpersonal zu untersuchen (1). Genau hier setzt Künstliche Intelligenz (KI) an. Durch tiefgehende, kontinuierliche Analysen mit KI- und Analysetools kann diese bestehende Diskrepanz beseitigt werden. Somit besteht die Möglichkeit Dienstleistungen und Services im Gesundheitswesen nachhaltig zu verbessern und die Forschung noch weiter voranzubringen (1).

Chancen und Gefahren von Künstlicher Intelligenz

KI-basierte Technologien haben das Potenzial das Gesundheitswesen fundamental zu ändern. Beteiligte Akteure wie Ärztinnen und Ärzte, Patientinnen und Patienten oder auch Versicherungen können von diesen zukunftsweisenden Entwicklungen profitieren. Für eine erfolgreiche Implementierung jener muss allerdings gewährleistet werden, dass die Interessen aller Beteiligten vertreten werden (2). Daher empfiehlt sich eine nähere Betrachtung der Chancen sowie Gefahren, die sich durch die Nutzung von Künstlicher Intelligenz ergeben (3; 4): Chancen:
  • Personalisierte Medizin
  • Stärkung der Rechte von Patientinnen und Patienten
  • Unterstützung bei der Diagnose
  • Sektorenübergreifende Prozesse und vernetzte Behandlung
  • Soziale Teilhabe und Inklusion
  • Wissenszugewinn und Wissenszugang
  • Prozess- und Ablaufoptimierung
  • Unterstützung im Alltag
  • Unterversorgung entgegenwirken
  • Förderung der Kommunikation von
  • Patientinnen und Patienten
  • Verringerung der Nebenwirkungen in der Behandlung
Gefahren:
  • Fehlerhafte und diskriminierende Entscheidungen von KI-Systemen
  • Risiken für die Versorgungsqualität
  • Ethische Fragestellungen: Gefahr durch
  • Abhängigkeiten und steigenden Kostendruck im Gesundheitswesen
  • Datenschutz
Die Aufzählung zeigt, dass sich insgesamt mehr Chancen als Gefahren durch die Verwendung von Künstlicher Intelligenz ergeben. Allerdings gilt es vor allem die Bedenken in Bezug auf die Datensicherheit zu berücksichtigen. Durch die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) wird auch die Verwendung von KI-basierten Technologien abgedeckt. Bei der Weiterverarbeitung von Daten greift beispielsweise Art. 6 Abs. 4 DSGVO, der die Weiterverarbeitung nur dann erlaubt, wenn der neue Zweck mit dem ursprünglichen Zweck der Datenerhebung kompatibel ist (6).

Welche Anwendungsbereiche gibt es bereits für KI?

In der Industrie hat KI längst Einzug erhalten. Die Erhebung und Analyse von Daten mithilfe von KI-Anwendungen werden beispielsweise zur Qualitätssicherung von Waren eingesetzt. So können diese schnell und effizient auf mögliche Fehler oder Schäden untersucht werden. KI-basierte Analysen im Energiemanagement helfen dabei kontinuierliche Energieaufnahmen und -verteilungen in Produktionsstätten vorherzusagen. Dadurch können sowohl Produktion, als auch Energiekosten optimiert werden. Mithilfe von planmäßigen Datenanalysen wird eine bedarfsgerechte Wartung von Maschinen und Anlagen ermöglicht, womit sich die Anzahl der Ausfallzeiten deutlich reduzieren lässt. Auch administrative Prozesse in Bereichen wie Vertrieb, Kundenservice oder Marketing können durch KI-Methoden verbessert werden (7). Zum Beispiel werden auf Webseiten “Chatbots” eingesetzt, um die Kundenbetreuung zu erleichtern. So werden diverse Anfragen automatisiert und ohne direktes menschliches Einwirken beantwortet. Auch für das strategische Marketing ist Künstliche Intelligenz von großer Bedeutung. Werbemaßnahmen im Online-Marketing können zielgruppengenau gesteuert werden, um Streuverluste zu vermeiden. So wird zum einen nur die relevante Zielgruppe angesprochen und zum anderen können Kosten eingespart werden.

Wie wird KI in der Medizin verwendet?

Auch in der Medizin werden KI-Methoden bereits im Bereich der Gesundheitsforschung und -versorgung eingesetzt. Das beinhaltet die Diagnose und Therapie, die Überwachung und Nachsorge von Patientinnen und Patienten sowie die Steuerung von medizinischen Abläufen. Intelligente Computerprogramme können Krankheits- und Therapieverläufe individuell vorhersehen. Beispielsweise kann durch genetische Untersuchungen und Bilddaten die Aggressivität von Tumoren berechnet werden, wodurch die Planung weiterer Behandlungsmöglichkeiten begünstigt wird. Weiter können Operationen durch KI gestützte Systeme erleichtert werden. So können sich Operierende während eines Eingriffs Informationen mithilfe von Sprach- oder Gestensteuerung beschaffen. Diese erscheinen dann im Okular des Operationsmikroskops. Dadurch werden Unterbrechungen während des Vorgangs vermieden (8). Auch im Bereich der Selbstversorgung gibt es bereits Anwendungen, die auf KI-basierte Technologien zurückgreifen. Die App “Lindera” ermöglicht mittels 3D-Bild der Gangbewegung eine Mobilitätsanalyse von sturz-gefährdeten Patientinnen und Patienten. Künstliche Intelligenz wird hier genutzt, um das diagnostische Auge der Ärztinnen und Ärzte sowie der Pflegefachkräfte digital zu übersetzen. Die Digitalisierung der Analyse von Risikofaktoren und Maßnahmenplanung soll Stürze im Alter verhindern, die Pflegedokumentation systematisieren, Kosten minimieren und letztendlich Angehörige sowie Pflegekräfte entlasten (9). Die App “Kata” hilft bei der korrekten Nutzung von Inhalationsgeräten, um Anwendungsfehler und damit negative Folgen auf Patientinnen und Patienten zu vermeiden. Die Nutzenden werden Schritt für Schritt durch den Inflationsprozess begleitet. Darüber hinaus erhalten sie eine Erinnerung an die Inhalation und eine Bewertung, ob sie die einzelnen Schritte des Inhalations-Vorgangs richtig abgeschlossen haben. So helfen KI-Methoden Betroffenen, bei der verbesserten Handhabung aller gängigen Inhalationsgeräte (10). Es zeigt sich, dass bereits viele Anwendungsbereiche von Künstlicher Intelligenz in der Medizin existieren. Allgemein kann man von einem positiven Mehrwert sprechen, da das Gesundheitswesen durch die Verwendung von digitalen Technologien entlastet wird.

Was bedeutet Big Data in der KI für den Gesundheitsbereich?

Eine große Chance, die sich durch neue Technologien ergibt, ist vor allem die personalisierte Medizin. So werden Patientinnen und Patienten bessere Therapien und Behandlungen ermöglicht, indem bestimmte Krankheitsbilder zu behandelnder Personen individuell auf diese zugeschnitten werden. Allerdings wird eine solche Entwicklung nur durch die Beteiligung von Big Data und KI realisierbar. Die Schaffung von intelligenten Diagnostik- und Behandlungsmöglichkeiten erfordert die Erhebung, Verarbeitung sowie Auswertung von vorhandenen Daten möglichst vieler Menschen. Vor allem bei der Bewertung von Medikamenten und Therapien spielt der Vergleich von Daten unterschiedlicher Patientinnen und Patienten eine große Rolle. Denn oft entstehen Krankheiten aus einem komplexen Zusammenhang von genetischen Aspekten, Umwelteinflüssen und Lebensgewohnheiten. Digitale Verfahren von Big-Data und KI werden durch Gen-, Protein- und Molekularanalysen tiefere Einsichten über den Bauplan des Menschen liefern und die Abläufe in unseren Körpern besser nachvollziehbar machen können. Dadurch werden letztendlich Krankheiten schneller erkannt, besser therapiert und überwacht. Zudem kann gleichzeitig eine optimierte und auch bezahlbare Versorgung gewährleistet werden (11).

Fitness Tracker und Wearables – Welche Rolle spielen die Fitness-Devices für die Zukunft?

Fitness-Devices wie Schrittzähler, Pulsuhr oder Herzfrequenzmesser begleiten viele Menschen durch ihren Alltag. Die intelligente Vernetzung solcher Gegenstände mit dem Internet ist fast schon zur Normalität geworden. Ein besonders großer Trend zeichnet sich im Bereich Fitness & Health Devices ab. Rund ein Drittel der in Deutschland lebenden Personen nutzen Wearables um ihre sportlichen Leistungen oder medizinischen Werte nachzuverfolgen. Fitness-Devices besitzen das Potenzial zur Prävention der Gesundheit beizutragen. Das zeigt auch eine Studie des Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom), in der 75 % der Befragten angegeben haben im Krankheitsfall die ermittelten Gesundheitsdaten an ihre Ärztin oder ihren Arzt weiterzuleiten. So können Rückschlüsse über den Zustand der Patientin oder des Patienten gezogen und bessere Behandlungen ermöglicht werden. Allerdings muss auch hier der Schutz der übermittelten Daten durch die DSGVO gewährleistet werden (12).

Ist KI bereits in Digital Health angekommen?

Viele Anwendungen aus dem Digital Health Bereich machen bereits Gebrauch von KI-basierten Technologien. Der Trend lässt sich vor allem bei Gesundheitsapps erkennen. Das zeigen unter anderem auch die zuvor genannten Beispiele “Lindera” und “Kata”. Allerdings ist die Liste an Apps im Gesundheitswesen wesentlich länger. Einige tragen sogar die Bezeichnung Digitale Gesundheitsanwendungen (DiGA) und sind damit offiziell Teil der Regelversorgung von Patientinnen und Patienten. DiGA müssen einen medizinischen Nutzen nachweisen. Sofern nach einem Jahr seit Einführung keine klare wissenschaftliche Evidenz zur Wirksamkeit und Effizienz nachgewiesen wird, entfällt der Status Digitale Gesundheitsanwendung (13). Die DiGA “somnio” hilft Nutzenden dabei ihr Schlafverhalten zu optimieren. Durch Angaben und Antworten, die durch ein Schlaftagebuch gegeben werden, erstellt die App ein personalisiertes Training, dass bei der Erreichung von gesetzten Schlaf-Zielen hilft. Durch die Verbindung eines Schlaftrackers und “somnio”, wird zudem eine automatisierten Erfassung zentraler Schlafdaten ermöglicht (14). Seit Oktober 2020 kann die App und auch weitere aus dem DiGA-Verzeichnis durch Ärztinnen und Ärzte verschrieben werden. Somit zeigt sich, dass KI-basierte Technologien längst Einzug in das digitale Gesundheitswesen erhalten haben.

Welche Start-ups (im Gesundheitsbereich) nutzen KI bereits und wie?

Viele Start-ups im Bereich Digital Health bieten bereits innovative Lösungen, auf Basis KI-basierter Technologien, an. Die PeakProfiling GmbH hat ein Stimm- und Sound-Analysetool entwickelt, das bei der Früherkennung bzw. Erkennung von Depressionen und ADHS helfen soll. Durch die eingesetzte KI-Technologie können emotionale und physische Zustände erfasst und eine passende Therapie gefunden werden. Das fachkundige Team rund um Ada Health nutzt Künstliche Intelligenz für eine Gesundheits-App, welche Patientinnen und Patienten die Möglichkeit gibt ihren Gesundheitszustand besser zu verstehen. Sofern eine Behandlung in Betracht gezogen werden kann, gibt die App Nutzenden einen Hinweis darauf. Auch hier liegt der Fokus auf der Prävention von Krankheiten. Zusätzlich sollen Kosten im Bereich der Gesundheitsversorgung eingespart und das medizinischen Fachpersonal entlastet werden. Das Start-up Audatic will die Lebensqualität von Schwerhörigen und Gehörlosen nachhaltig verbessern. Durch die KI-gestützte Deep-Learning-Technologie werden Audiosignale so modifiziert, dass in Verbindung mit handelsüblichen Hörgeräten unangenehme Hintergrundgeräusche via Smartphone herausgefiltert werden können.

Wie kann sich KI in der Zukunft auf YAS.life und die Produkte auswirken?

Auch für YAS.life ist die Verwendung von Künstlicher Intelligenz eine Bereicherung – sowohl aufseiten der Entwickelnden als auch aus Sicht der Nutzenden. Die Verwendung KI-basierter Technologien ermöglicht das Angebot von personalisierten Empfehlungen innerhalb der App. Jedoch ist hierfür die Auswertung einer Vielzahl an unterschiedlichen Daten notwendig. Die folgende Aufzählung zeigt einige Beispiele:
  • Menge an täglicher Wasseraufnahme
  • Anzahl der täglichen Schritte
  • Besuche bei Ärztinnen und Ärzten
  • Vorlieben und Abneigungen basierend auf vergangenen Entscheidungen
  • individuelle Challenges
  • Gesundheitsziele
  • usw.
Seitens der Versicherungen können die ermittelten Gesundheitsdaten mit den Versicherungsprämien verglichen werden. So lässt sich feststellen, ob die Anzahl der ärztlichen Sprechstunden seit Installation der App zurückgegangen sind. Zudem besteht die Möglichkeit, anhand der App-Öffnungen und der Aktivität, Rückschlüsse auf die Motivation der Versicherten zu ziehen. Nimmt die Zahl der durchschnittlichen Schritte sowie der absolvierten Challenges zu, lässt sich daraus schließen, dass die Bereitschaft der Nutzung weiterhin besteht. Am entscheidendsten ist jedoch, dass, wenn sich Nutzende durch die Verwendung der App gesund halten, die Versicherungen und Krankenkassen Kosten einsparen können.
Quellen: (1) IBM. Watson Health. Künstliche Intelligenz im Gesundheitswesen. Wie kann künstliche Intelligenz in der Gesundheitsversorgung eingesetzt werden? (2) KI in der Medizin und Pflege aus der Perspektive Betroffener. Tagungsbericht zum Runden Tisch mit Patientenvertretungen. Seite 7 (3) KI in der Medizin und Pflege aus der Perspektive Betroffener. Tagungsbericht zum Runden Tisch mit Patientenvertretungen. Seite 22 (4) KI in der Medizin und Pflege aus der Perspektive Betroffener. Tagungsbericht zum Runden Tisch mit Patientenvertretungen. Seite 38 (5) KI in der Medizin und Pflege aus der Perspektive Betroffener. Tagungsbericht zum Runden Tisch mit Patientenvertretungen. Seite 42 (6) VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V. Künstliche Intelligenz im Unternehmen. Greift da eigentlich die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO)? (7) BDVW. Künstliche Intelligenz. Anwendungsgebiete (8) Bundesministerium für Bildung und Forschung. Forschung gestalten. Digitalisierung und Künstliche Intelligenz (9) Lindera Technologie (10) Vision Health. Digital gegen Asthma und COPD. Kata® macht Schluss mit Behandlungsfehlern (11) BIGDATA INSIDER. Digitalisierung im Gesundheitswesen. Big Data und KI eröffnen neue Möglichkeiten in der Medizin. (12) Bundesministerium für Energie und Wirtschaft. de-hub. Wearables und das Internet der Dinge - Die Zukunft der smarten Gadgets. (13) YAS.life. InsurTech Insights. Digitale Gesundheitsanwendungen (14) somnio. Das digitale Schlaftraining (15) #ki_berlin. KI-Systeme aus Berlin liefern vielfältige Gesundheits-Lösungen, von der Diagnostik bis zur Therapie, von der Datenanalyse bis zur Prozessoptimierung.
YAS.life für Ihr Unternehmen Bieten Sie Ihrer Zielgruppe eine maßgeschneiderte Lösung für digitale Gesundheitsprävention als kostenloses Bonusprogramm. So fördern Sie mehr Bewegung und einen gesunden Lebensstil. Auf Grundlage unserer Erfahrung mit der YAS-App bieten wir Ihnen individuelle Lösungen an: ob für gesetzliche Krankenkassen, private Versicherungen oder im Rahmen des betrieblichen Gesundheitsmanagements.
YAS.life für Unternehmen