Einsatz von Künstlicher Intelligenz - Endoskopie der Zukunft
Die Klinik und Poliklinik für Innere Medizin I des Universitätsklinikums
Regensburg (UKR) erhält von der Bayerischen Forschungsstiftung eine
Forschungsförderung in Höhe von 117.000 Euro für die Durchführung des
wissenschaftlichen Projekts „Neuronale Netze in der Cholangioskopie“. Im
Projekt soll bei einer Gallengangendoskopie (Cholangioskopie) mit Hilfe
„Künstlicher Intelligenz“ (KI) zwischen entzündlichen und bösartigen
Veränderungen der Gallengänge unterschieden und diese Technik für eine
bessere Versorgung der Patienten anwendbar gemacht werden.
„Wir sind mittlerweile in der Lage, mit einem dünnen Endoskop die
Gallengänge zu untersuchen und Veränderungen dieser kleinen Strukturen
innerhalb der Leber darzustellen. Die größte klinische Herausforderung bei
der sogenannten Cholangioskopie ist es aber, gutartige, häufig
entzündliche Gallengangveränderungen von bösartigen Neubildungen des
Gallengangs zu unterscheiden“, erklärt PD Dr. Arne Kandulski, leitender
Oberarzt der Klinik und Poliklinik für Innere Medizin I des UKR. Diese
Unterscheidung ist aber von besonderem Interesse für die betroffenen
Patienten, da bestimmte entzündliche Veränderungen der Gallengänge auch
einen Risikofaktor für bösartige Veränderungen darstellen.
Veränderungen der Gallengänge werden üblicherweise mittels einer
endoskopisch-retrograden Cholangiographie (ERC) unter Gabe von
Kontrastmittel in einem Röntgenbild dargestellt. „Bei der klassischen ERC
sehen wir die Konfiguration der Gallengänge und möglicherweise auch eine
Engstelle. Wir können jedoch keine Aussage über die Dignität treffen, also
ob es sich auch um einen bösartigen Tumor handeln könnte. Durch die
ergänzende Untersuchung der Cholangioskopie – durch das Einführen eines
zweiten kleinen Endoskops in die Gallengänge - sind wir aber in der Lage,
diese Engstelle videoendoskopisch sichtbar zu machen. Die Cholangioskopie
erlaubt es, etwaige Veränderungen frühzeitig zu entdecken und zu
diagnostizieren, was auch unsere bisher erhobenen Daten zeigen“, so Dr.
Kandulski weiter. Wie häufig in den verschiedenen medizinischen
Disziplinen spielt auch hier die Zeit eine entscheidende Rolle für den
Patienten. „Je früher wir bösartiges Gewebe entdecken, umso besser sind
die therapeutischen Möglichkeiten und somit die Chancen der Patienten auf
Heilung.“
Ziel des geförderten Forschungsprojektes über die Methoden der Endoskopie
und der Röntgendurchleuchtung hinaus ist es, Unterstützung durch einen
Algorithmus mit sogenannter „Künstlicher Intelligenz“ zu erhalten.
Dafür haben die Mitarbeiter der Arbeitsgruppe von PD Dr. Kandulski am
Universitätsklinikum Regensburg eine wissenschaftliche Zusammenarbeit mit
einem Münchner IT Unternehmen initiiert. Ziel dieser Zusammenarbeit ist
es, auf Grundlage der cholangioskopischen Bilder aus den Gallengängen
einen KI-Algorithmus zu entwickeln, der die Ärzte bei der genauen
Differenzierung von Engstellen und entzündlichen Veränderungen im
Gallengangsystem unterstützen soll. Mit einem so trainierten Algorithmus
soll es in Zukunft möglich sein, dass die KI den Untersucher schon auf
kleinste Veränderungen aufmerksam macht, die das menschliche Auge nicht
erkennen kann. Die KI soll darüber hinaus eine Vorhersage treffen können,
ob eine solche Veränderung mit höherer Wahrscheinlichkeit als gutartig
oder bösartig einzuschätzen ist. Bei der Untersuchung kommt demnach als
Hilfe bei der Beurteilung durch die behandelnden Ärzte zukünftig eine
Einschätzung durch „Künstliche Intelligenz“ ergänzend hinzu. PD Dr.
Kandulski fasst zusammen: „Ziel des Projektes ist es, durch Integration
einer künstlichen Intelligenz in den klinischen Ablauf der
Cholangioskopie, die Ärzte zu unterstützen und so die beste Diagnostik für
die Patienten anbieten zu können.“
Künstliche Intelligenz in der Endoskopie – Implementierung in der
Vorsorge-Koloskopie
Bei der endoskopischen Untersuchung des Dickdarms im Rahmen der Darmkrebs-
Vorsorge setzen die Ärzte der Klinik und Poliklinik für Innere Medizin I
bereits ein System mit integrierter KI im klinischen Alltag ein. Dieses
unterstützt die endoskopierenden Ärzte während der Untersuchung bei der
Detektion und Charakterisierung von Polypen im Dickdarm. „Diese Systeme
funktionieren ähnlich wie Assistenzsysteme in modernen PKWs und führen zu
einer weiteren Verbesserung der Qualität unserer Vorsorge-Koloskopie. Sie
geben den Untersuchern Hinweise auf Polypen und markieren gezielt Bereiche
im Dickdarm, um diese noch einmal genauer zu inspizieren und das Auffinden
von Polypen im Dickdarm zu verbessern“, so PD Dr. Kandulski.
Europaweit anerkanntes Zentrum für endoskopische Medizin
Die Klinik und Poliklinik für Innere Medizin I des UKR ist im Bereich der
Leber- und Gallengangerkrankungen auf die Diagnostik und Therapie von
Tumoren dieser Organe spezialisiert. Insbesondere für die Cholangioskopie
gehört die Klinik zu den europaweit führenden Einrichtungen in diesem
Bereich. „Wir freuen uns, dass wir mit unserer Forschung einen Beitrag
dazu leisten können, die Implementierung von Künstlicher Intelligenz auf
dem Gebiet der Endoskopie weiter voran zu bringen und somit die Endoskopie
in die Zukunft zu führen, im Sinne einer besseren Versorgung unserer
Patienten“, resümiert Professor Dr. Martina Müller-Schilling, Direktorin
der Klinik und Poliklinik für Innere Medizin I des UKR.
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