KI-Revolution in der Medizin: Von Roboterchirurgie bis VR-Therapie
Im ersten Teil unserer Artikelserie konnten wir bereits einige Einsatzmöglichkeiten für die Transformationskraft von Künstlicher Intelligenz (KI) in der Medizin und Medizintechnik vorstellen.
Wir haben gesehen, wie KI bereits heute wertvolle Dienste in der Diagnostik und in der Patientenversorgung leistet. Doch das Potenzial von KI-basierten Anwendungen geht noch weiter. In vielen weiteren Bereichen kann KI das Gesundheitswesen revolutionieren.
In diesem zweiten Teil unserer Serie möchten wir den Fokus auf einige weitere spannende Anwendungsbereiche von KI lenken, die sowohl medizinisches Fachpersonal als auch Patientinnen und Patienten im Alltag unterstützen. Von der robotergestützten Chirurgie über die Integration von Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) in die medizinische Ausbildung und Therapie bis hin zur KI-Unterstützung im Krankenhausmanagement sowie bei der Planung und Analyse klinischer Studien – die Vielseitigkeit dieser Technologie im Gesundheitswesen ist beeindruckend.
KI in der robotergestützten Chirurgie
Die Integration von KI-basierten Funktionalitäten in robotergestützte chirurgische Systeme (RAS) ist ein dynamisches Forschungsfeld, das die Zukunft der Chirurgie entscheidend prägen wird. Derzeit werden fortschrittliche Technologien wie Miniaturkameras für die Bildvergrößerung und dreidimensionalen Ansichten des Operationsfelds eingesetzt. Zukünftige Entwicklungen werden voraussichtlich stark auf KI und digitaler Chirurgie basieren, um die Chirurgie weiter zu transformieren. (siehe Navarrete-Arellano, 2021).
Ein aktuelles Beispiel für den Einsatz von KI in der robotergestützten Chirurgie ist die Verwendung von Reinforcement Learning (RL), einem Rahmenwerk für maschinelles Lernen. RL zielt darauf ab, die Präzision und Genauigkeit in der Chirurgie zu erhöhen, wie die Entwicklung offener RL-Umgebungen für das bekannte „da Vinci Surgical System“ zeigt (siehe Richter, Orosco, & Yip, 2019).
Obwohl KI-unterstützte chirurgische Systeme bereits Vorteile wie erhöhte Sicherheit und Effizienz bei komplexen Operationen bieten, befindet sich die vollständige Integration von KI in diese Systeme noch in der Entwicklungsphase. Die ergonomische Gestaltung dieser Systeme entwickelt sich ständig weiter, wobei die KI beispielsweise eine Rolle bei der Verbesserung der Präzision und der Verringerung der Ermüdung des Chirurgen spielt, was potenziell zu besseren Ergebnissen für die Patienten führt.
KI-unterstützte VR- und AR-Anwendungen in der Medizin
Die Kombination von KI mit VR und AR revolutioniert die medizinische Ausbildung und Therapie. Diese Technologien ermöglichen es Medizinstudenten und Fachkräften, praktische Erfahrungen in einer risikofreien, interaktiven Umgebung zu sammeln. Gleichzeitig eröffnen sie neue Wege in der Therapie von Patienten.
Ein eindrucksvolles Beispiel sind VR-Trainingssysteme für Chirurgen. Solche Systeme bieten eine immersive, realitätsnahe Umgebung, in der chirurgische Eingriffe simuliert werden. KI-Algorithmen analysieren die Leistung des Benutzers und geben detailliertes Feedback, um die chirurgischen Fähigkeiten zu verbessern. Studien zeigen, dass Chirurgen, die mit VR trainieren, schneller lernen und präzisere Techniken anwenden (siehe z. B. Sheik-Ali et al., 2019a).
In der Patientenbehandlung ermöglicht AR beispielsweise die Visualisierung von Operationsplänen direkt auf dem Körper des Patienten, was die Präzision der Eingriffe erhöht. Darüber hinaus können VR und AR in der Rehabilitation eingesetzt werden, um patientenspezifische Therapieprogramme anzubieten, die das Engagement und die Motivation der Patienten erhöhen.
KI im Krankenhausmanagement
KI-Systeme im Krankenhausmanagement können große Datenmengen analysieren und daraus wertvolle Erkenntnisse für die Krankenhausleitung gewinnen. Dies führt zu effizienteren Prozessen, einer besseren Ressourcenallokation und letztlich zu einer höheren Patientenzufriedenheit. Mehr zu diesem Thema lesen Sie in unserem Blog-Artikel „Wert aus Daten schöpfen – am Beispiel einer Strahlenklinik“.
Neben der Optimierung operativer Prozesse kann KI auch eine wichtige Rolle bei der strategischen Entscheidungsfindung spielen. Durch die Analyse von Daten zu Patientenströmen, Behandlungs- und Finanzergebnissen können KI-Systeme dem Management wertvolle Informationen liefern, die bei der Formulierung langfristiger Strategien helfen. Eine datenbasierte Herangehensweise ermöglicht es, die Bedürfnisse der Patienten besser zu verstehen und die Ressourcen gezielter einzusetzen.
Bei der Einführung von KI im Krankenhausmanagement müssen jedoch auch mögliche Herausforderungen berücksichtigt werden. Dazu gehören der notwendige Datenschutz und die Abhängigkeit von der Qualität der zugrundeliegenden Daten. Darüber hinaus ist es wichtig, dass KI-Systeme von medizinischem Fachpersonal betreut und überwacht werden, um sicherzustellen, dass die gewonnenen Erkenntnisse richtig interpretiert und umgesetzt werden.
KI-Unterstützung bei Planung und Analyse klinischer Studien
KI spielt eine zunehmend wichtige Rolle bei der Planung und Analyse klinischer Studien, indem sie Prozesse optimiert, die Genauigkeit der Ergebnisse verbessert und die Zeit bis zur Markteinführung neuer Therapien verkürzt. Durch die Analyse großer Datenmengen kann KI dazu beitragen, die Wirksamkeit und Sicherheit neuer Behandlungen schneller und genauer zu bewerten.
Dies beginnt bereits vor Beginn einer Studie mit der Identifizierung geeigneter Studienteilnehmer. Die Rekrutierung von Studienteilnehmern ist traditionell eine der größten Herausforderungen bei der Durchführung klinischer Studien. Stehen umfangreiche Patientendaten zur Verfügung, lassen sich mit KI-Unterstützung viel schneller Personen identifizieren, die den Einschlusskriterien einer Studie entsprechen, als dies mit herkömmlichen Mitteln möglich ist. Dies beschleunigt nicht nur den Rekrutierungsprozess, sondern verbessert auch die Qualität und Relevanz der Studienergebnisse.
KI kann auch eingesetzt werden, um Daten aus klinischen Studien zu analysieren und Muster zu erkennen, die für das menschliche Auge schwer zu erkennen sind. Dies ermöglicht tiefere Einblicke in die Wirksamkeit von Behandlungen und kann dazu beitragen, die Entwicklung der personalisierten Medizin voranzutreiben.
Die Herausforderungen bei dieser Art des Einsatzes von KI liegen auf der Hand: Datenschutz und die Sicherheit sensibler Patientendaten sind von größter Bedeutung. Darüber hinaus ist es wichtig, die Ergebnisse der KI-gestützten Analysen kritisch zu bewerten, um sicherzustellen, dass sie präzise und frei von Verzerrungen sind. In manchen der vorgestellten Anwendungsbereiche wurden bereits einige der Herausforderungen genannt, die der Einsatz von KI-basierten Softwarewerkzeugen mit sich bringt. Im nächsten Teil dieser Artikelserie werden wir einen genaueren Blick auf diese Herausforderungen und entsprechende Lösungsansätze werfen. Bleiben Sie auf dem Laufenden mit unserem Newsletter.
