Künstliche Intelligenz statt Arzt?

28.08.2015

IBM bringt einem Computer-System neue Fähigkeiten bei, um es auf einen Einsatz in der Medizin vorzubereiten

Die künstliche Intelligenz des Systems "Watson" kam in einer Quizshow zu erstem Ruhm, seinen Nutzen soll es aber in der Klinik beweisen. Der Hersteller IBM forciert nun diesen Einsatz durch gezielte Ankäufe und Kooperationen. Watson muss sich dabei neuen Aufgaben stellen: Es soll Therapien für Krebspatienten vorschlagen und Röntgenbilder auswerten.

Der Sieg offenbarte eindrucksvoll die Fähigkeiten der künstlichen Intelligenz. Im Februar 2011 trat das Computer-System "Watson" in der Spielshow Jeopardy gegen zwei menschliche Gegner an (Warum "Watson" ein Durchbruch ist): Es galt, vertrackte Formulierungen zu enträtseln und sinnvoll darauf zu antworten. Der Computer schlug seine Herausforderer, beide erprobte Quiz-Champions, um Längen. Doch die Zeit des Spielens ist nun vorbei, sein Hersteller IBM sucht die Bewährungsprobe auf einem ernsthaften Feld - der Medizin. Die notwendigen Fähigkeiten muss sich Watson allerdings erst noch aneignen.

Bild: IBM

Bislang versteht sich Watson vor allem auf die Verarbeitung von Texten, die es in großen Mengen durchsuchen und analysieren kann. Es versteht Fragen, die in natürlicher Sprache gestellt werden, und erzeugt eine Vielzahl von Hypothesen, die als mögliche Antworten in Frage kommen. Die Bewertung erfolgt durch ein statistische Verfahren, in der jeder Hypothese nach verschiedenen Kriterien ein Rang zugeordnet wird. Fehler sind dabei durchaus möglich. In der Quizshow war das kein grundsätzliches Problem - das System musste nur weniger Fehler machen als seine menschlichen Kontrahenten.

Mehr als nur ein Berater

Auch Ärzte machen Fehler, und ein häufiger Grund dafür ist, dass sie die enormen Mengen an Fachliteratur kaum noch überblicken können. Ursprünglich war hier der erste Einsatz von Watson geplant: Es sollte den Ärzten wie ein Berater zur Seite stehen und über mögliche Komplikationen und Nebenwirkungen informieren. Im wesentlichen also eine intelligente Datenbank mit Sprachfunktion.

Mittlerweile hegt IBM aber neue, deutlich ambitioniertere Pläne. Watson soll in Zukunft Therapievorschläge unterbreiten und Diagnosen durchführen. Eines dieser Projekte betrifft die Behandlung von Krebs - ein komplexes Gebiet, auf dem eine menschliche Kontrolle kaum möglich ist.

Genetische Analysen von Tumoren liefern heute eine Vielzahl von Informationen, deren Nutzen unklar und deren Aussagen teilweise widersprüchlich sind. In US-amerikanischen Kliniken gibt es Gremien von Experten, die in Einzelfällen versuchen, die Daten zu ordnen und daraus Hinweise für eine Therapie zu gewinnen. Doch der Entscheidungsprozess ist mühsam und äußerst zeitraubend. Sollte er auf alle Krebspatienten ausgedehnt werden, wären die Gremien hoffnungslos überlastet.

Die Herausforderung Krebstherapie

Vierzehn führende Krebszentren in den USA kooperieren seit Mai dieses Jahres mit IBM, um die Fähigkeiten von Watson unter diesen Bedingungen zu testen. Das System wird die genetischen Analysen der Krebspatienten mit allen relevanten wissenschaftlichen Publikationen und Datenbanken vergleichen. Daraus soll es einen Therapievorschlag extrahieren und - so die Hoffnung des Krebsexperten Lukas Wartman (How IBM Watson Could Help Advance Genomic Medicine) - den wochenlangen Entscheidungsprozess auf wenige Minuten reduzieren.

Der Ansatz ist aber nicht ohne Probleme. Eines ist grundsätzlicher Natur: Niemand kann bislang sicher sagen, ob oder bei welchen Patienten eine genetische Analyse sinnvoll ist. Im schlimmsten Fall wäre Watson also in ein Projekt eingebunden, das bereits im Ansatz zum Scheitern verurteilt ist.

Ein zweites Problem: Weichen die Vorschläge Watsons und der Experten voneinander ab - wer hat dann recht? Da die meisten dieser Studien noch experimentell sind, gibt es hier kaum klare Kriterien und keine eindeutige Antworten. Macht das System einen Fehler, ist es daher auch äußerst schwer, diesen zu erkennen und zu korrigieren. Ganz abgesehen von den möglichen Folgen für die Patienten: Die Leistung von Watson wird vor diesem Hintergrund nur schwer zu beurteilen sein.

Watson soll "sehen" lernen

Der Einsatz in den Krebskliniken erfordert noch die Analyse von Texten und Datenbanken - der eigentlichen Stärke von Watson. Doch für ein anderes Projekt soll das System sogar - wie IBM es formuliert - "sehen" lernen.

IBM plant dafür den Kauf des medizinischen Dienstleisters Merge Healthcare, der Ärzten bei der Analyse und Lagerung von diagnostischen Bilddaten hilft. Watson hätte Zugriff auf Millionen von Röntgen-Bildern und MRT-Aufnahmen, inklusive der dazugehörigen medizinischen Auswertung. Anhand dieser Beispiele soll es nun lernen, selbständig Diagnosen zu erstellen und zu kommentieren.

Doch noch sind die Fähigkeiten Watsons auf diesem Gebiet recht bescheiden. Laut IBM kann das System zwar schon erkennen, ob es die Aufnahme eines Herzens oder eines Gehirns vor sich hat. Aber bis zu konkreten Diagnosen - der Erkennung eines Knochenbruchs oder der Vermessung einer Herzwand etwa - ist es offenkundig noch ein langer Weg. Und bislang liegen keine Erfahrungen vor, dass Watson diese Aufgabe in der erforderlichen Qualität bewältigen kann.

Bei dem Gewinn der Quizsendung hat Watson seine Fähigkeiten eindrücklich demonstriert. Doch in der Medizin liegt die Messlatte um ein Vielfaches höher: Wenn das Leben von Menschen auf dem Spiel steht, werden Fehler kaum noch toleriert. Dennoch - trotz ungewisser Erfolgsaussichten ist der Härtetest in der Medizin ein logischer nächste Schritt. Watson kann nun beweisen, dass es mehr ist als nur ein netter Gag im Unterhaltungsprogramm.

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Volker Henn
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