Künstliche Intelligenz in der Herzmedizin: Interview mit Professor Benjamin Meder

In der Kardiologie setzen wir sehr oft Bilderfassung und Bilderarbeitung ein. Beim EKG, bei Belastungsuntersuchungen, im Ultraschall- und im Herzechogerät, CT, MRT und im Katheterlabor ist überall eine KI mit integriert. Sie wird vor allem für die Auswertung der Screenphasen genutzt. In der Diagnostik haben wir aber noch nicht all ihre Möglichkeiten ausgeschöpft, um Patientenflüsse besser zu steuern und Wartezeiten zu reduzieren.

In dem Bereich sind wir weltweit eigentlich noch nicht so weit, dass KI-Systeme Behandlungen vorschlagen oder sogar durchführen. Das hat mit der intrinsischen Regulation zu tun. Die letzte Verantwortung soll nicht abgegeben werden. Die KI unterstützt bei der Behandlung und KI-Agenten suchen im Hintergrund nach bestimmten Risikomerkmalen bei Patienten. Wir nutzen KI aber, wenn wir eine neue Maßnahme einsetzen wollen, die noch nicht so eingeschliffen ist wie eine Standardtherapie. Dazu zählen insbesondere die Auswertung von Bilddaten (Echokardiographie, MRT, CT), EKG- und Langzeit-EKG-Daten.

Wir haben uns angeschaut, ob eine KI Blutdruckwerte in verschiedenen Bereichen des Herzens erkennt, die relevant für bestimmte Erkrankungen sind. Zum Beispiel für die diastolische Herzschwäche. Sie betrifft vor allem Frauen. Bis die Diagnose gestellt wird, dauert es oft sehr lange. Die KI hat uns gezeigt, dass sie aus Bildern vom Herzen erkennen kann, ob erhöhte Blutdruckwerte vorliegen. Wir haben auch geprüft, ob sich schon aus einem einzigen MRT-Bild eine Diagnose ablesen lässt. Ein Arzt braucht dafür die ganze Untersuchungssequenz. Wir waren überrascht, wie sicher die KI die Diagnose aus einem einzigen Bild ablesen konnte. Das sind Superfähigkeiten, die ein Mensch nicht hat.

Eine MRT-Untersuchung, die heute eine Stunde dauert, ist in Zukunft vielleicht nach fünf Minuten beendet. Das bedeutet weniger Belastung für Patienten und Patientinnen. Viele empfinden das Liegen in der Röhre als sehr unangenehm. Durch den Einsatz von KI können wir in einer Stunde mehr Menschen untersuchen und so zeit- und kosteneffizienter arbeiten.

Wir haben in unserer Brustschmerz-Ambulanz, der Chest Pain Unit, parallel ein Testsystem. Dort schauen wir uns mit einer spezialisierten EKG-KI an, ob ein Gefäß komplett verschlossen ist. Da zählt wirklich jede Minute. Die Methode ist für die Patientenversorgung zugelassen und zertifiziert. Wir sind sehr optimistisch, dass KI dabei unterstützen kann, Patienten und Patientinnen schneller ins Katheterlabor zu bringen und diejenigen, die es nicht brauchen, in die normale Versorgung. KI wird uns die Einschätzung (Triagierung) in Zukunft sehr erleichtern.

In der Forschung laufen viele Experimente mit verschiedenen KI-Systemen. Wir sehen, dass KI-Systeme sehr stark in der Vorhersage sind, wer ein Risiko hat, ein Vorhofflimmern zu bekommen. Da gibt es subtile Signale in der Stromkurve, die das andeuten. Das ist auch bei anderen Krankheitsbildern gezeigt worden. Beim Herzinfarkt gibt es Risikomodelle, die nur das Risiko anzeigen und nicht, ob der Mensch in drei Jahren wirklich einen Herzinfarkt hat.

Aus dem Bereich Onkologie liegt am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg eine tolle Arbeit vor. Dort wurde ein KI-Modell namens Delphi wie ein Sprachmodell trainiert – auf die Sequenz von Risiko und Krankheit. Wenn ich von einem 40-jährigen Patienten die komplette Krankengeschichte in das Modell eingebe, kann die KI mit ziemlicher Präzision sagen, was in den nächsten 20 Jahren wahrscheinlich passieren wird. Zum Beispiel, dass ein Pankreaskarzinom mit einem 3000-fach erhöhten Risiko auftritt. Wenn wir wissen, welche Erkrankungen in Zukunft auftreten, können wir entsprechende Gesundheitsprogramme planen.

Prävention hat zunächst einmal etwas mit dem eigenen Verhalten zu tun. Digitale Tools können dabei helfen, dass der Einzelne sieht, was passiert, wenn er etwas verändert und den Blutdruck senkt. In der Medizin sprechen wir immer von Risiken. Wir müssen lernen, Risiken und Vorhersagen beispielhaft klarzumachen und was sie bedeuten. Ein Pankreaskarzinom ist zwar selten, aber wenn ich ein 3000-fach erhöhtes Risiko habe, dann ist es relevant. Und wenn ich weiß, was vielleicht eintritt, kann ich es verhindern. Das ist der Hebel in der Prävention. Wir sehen, dass Menschen, die solche Wearables wie Smartwatches am Arm tragen, sie oft als Motivation bezeichnen, um den Schlaf zu verbessern, den Blutdruck zu senken, sich mehr zu bewegen oder eine Auszeit zu nehmen.

Wir sind inzwischen sehr spezialisiert in der Medizin, aber wir können nicht für jeden Patienten und jede Patientin zeitgleich da sein. Durch KI können wir Expertenwissen und Spitzenmedizin für alle verfügbar machen. Das ist für mich das Spannende daran. Es kommt nicht darauf an, welcher Arzt oder welche Ärztin vor Ihnen sitzt und welche wissenschaftlichen Studien sie gelesen haben. KI kann viel schneller die richtigen Schlüsse ziehen als Ärzte oder Ärztinnen, die erst irgendwo nachschlagen müssen.

Bisher ist es so: Derjenige, der den Befund im MRT erstellt, sieht sich alles an. Er gibt dann aber wenige strukturierte Informationen weiter, zum Beispiel an den behandelnden Arzt oder Ärztin auf der Station. Es gibt hier einen Informationsfilter, weil wir gar nicht alles verstehen können. Doch die KI kann das. Der Lernprozess der KI hängt jedoch davon ab, dass schon einmal ein Patient oder Patientin vorstellig wurde. Bei seltenen Erkrankungen kann es passieren, dass sie von der KI nicht gelernt wurden. Aber wenn ich als Arzt einen Patienten mit einer sehr seltenen Kardiomyopathie noch nie gesehen habe, kann es auch vorkommen, dass ich die Krankheit übersehe.

Natürlich müssen wir vorsichtig und sorgfältig sein. KI ist eine mächtige Technologie und komplett neu für uns. An die Entwicklung von KI-Modellen müssen wir interdisziplinär herangehen. Menschen aus allen Lebensbereichen müssen einbezogen werden und sagen können, hier ist die Stoppgrenze. Bei KI müssen wir permanent evaluieren. Durch ihren Einsatz wird eine neue Art der Medizin entstehen. Wir werden Gesundheits- und Krankheitsprozesse durchlaufen, ohne dass ein Mensch dabei ist. KI wird uns Ärzte und Ärztinnen aber entlasten und uns mehr Zeit für Gespräche mit Patientinnen und Patienten verschaffen.