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Google-Technik soll Brustkrebs erkennen

Die Mammographie ist ein Verfahren, bei dem Röntgenbilder der weiblichen Brust angefertigt werden. Ziel ist es, eine Krebserkrankung möglichst früh zu erkennen, genauer zu erfassen, oder auszuschließen. Die schwierige Aufgabe erfordert ein langes Fachstudium, und selbst Radiologen mit großer Erfahrung liegen mit ihren Beurteilungen nicht selten daneben. Die Folge sind falsche Alarme („falsch Positive“), die zur Verunsicherung der Frauen führen und zu Nachuntersuchungen, die sich erst im Rückblick als unnötig herausstellen. Dazu kommen noch Tumoren, die übersehen werden („falsch Negative“), und die weniger gut behandelt werden können, wenn sie schließlich doch auffällig werden.

Genauere Diagnosen erhofft man sich von der Technik der künstlichen Intelligenz (KI), die von Firmen wie Google und Microsoft erforscht und zunehmend eingesetzt wird. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der selbstlernenden Computerprogrammen, die Anhand von Bildern und anderen Mustern Vorhersagen treffen sollen.

Eine Studie, die jetzt in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht – und von Google finanziert – wurde zeigt, wohin die Reise gehen könnte: Ein Forscherteam trainierte die Software mit Mammographie-Bildern von 26.000 Frauen aus Großbritannien und 3000 aus den USA. Ob die Diagnosen richtig waren, konnte man überprüfen, weil die Frauen etwa 3 Jahre später erneut untersucht wurden.

Beim Vergleich der Vorhersage-Genauigkeit hatte die Software sowohl weniger falsche Alarme verursacht, als auch weniger Tumoren übersehen. Auch als die Forscher das KI-System lediglich mit den britischen Daten trainierten, und anschließend anhand der US-Daten testeten, war „Dr. Google“ überlegen. Gegenüber den US-Ärzten hatte die Software 3,5 Prozentpunkte weniger falsch Positive und 8,1 Prozentpunkte weniger falsch Negative. Dies zeigt, dass die Software länderübergreifend zum Einsatz kommen könnte und nicht nur in jenen Regionen, wo sie ursprünglich getestet wurde. Theoretisch könnten daher weltweit Engpässe in der Versorgung gelindert und vielerorts die Qualität verbessert werden.

Kritisch anzumerken ist allerdings, dass die Studie die Praxisbedingungen in vielen Ländern mit guter Versorgung ignoriert hat. So war die „statistisch signifikante“ Überlegenheit der Google-Software in Großbritannien nicht besonders ausgeprägt und bezog sich nur auf die jeweils ersten Radiologen, die dort die Mammogramme begutachtet haben. Üblich ist im britischen System – wie auch im deutschen – allerdings die Prüfung durch (mindestens) 2 Radiologen, von denen der zweite den Befund des ersten kennt. Legt man diesen Maßstab an, so war KI-System weniger gut als jeweils 2 Fachärzte. Der Unterschied war allerdings gering, und es ist abzusehen, dass lernfähige KI-Systeme wie das hier getestete schon bald zur Ausstattung einer modernen Praxis gehören werden. Wenn schon nicht als „Dr. Google“ dann vielleicht als „Assistent Google“.

Quelle:

McKinney SM, Sieniek M, Godbole V, et al. International evaluation of an AI system for breast cancer screening. Nature. 2020;577(7788):89–94. doi:10.1038/s41586-019-1799-6.

(Publikumsversion eines nur für Ärzte zugänglichen Fachartikels für Univadis.de, erschienen am 5. Januar 2020)

Autismus: Schlaue Brille hilft, Emotionen zu erkennen

Eine neuartige Technik unterstützt autistische Kinder dabei, Gesichtsausdrücke und Emotionen besser zu erkennen. Wie Forscher in der Fachzeitschrift JAMA Pediatrics berichten, haben sie dazu eine App entwickelt, die auf Smartphones läuft und mit einer intelligenten Brille zusammenarbeitet, die von Google bereit gestellt wurde.

Da der Zeitaufwand für das Training und die Kosten relativ gering wären, könnte die Methode nach weiteren Prüfungen als Ergänzung zu üblichen Verhaltenstherapien zum Einsatz kommen, hoffen die Wissenschaftler um Catalin Voss von der Abteilung für Computerwissenschaften der Stanford-Universität.

Die sogenannte „Superpower Glass Intervention“ besteht aus einer „intelligenten“ Brille mit integrierter Kamera, die im Zusammenspiel mit der App auf dem Smartphone die Wahrnehmung von Gesichtern und das Erkennen von Emotionen fördern soll. Getestet wurde sie in einer Studie mit 71 Kindern mit der Diagnose Autismus-Spektrum-Störung. Die meisten waren Jungs, und im Durchschnitt etwas über 8 Jahre alt. Sie wurden in zwei Gruppen aufgeteilt, von denen die eine 15 – 20 Stunden pro Woche eine Verhaltenstherapie bekam.

Zum Vergleich wurden die Familien der anderen Gruppe angewiesen, zusätzlich zu der Verhaltenstherapie vier Mal pro Woche mit der Superpower Glass Intervention für jeweils 20 Minuten zu üben. Die Kinder trugen dabei die Brille und bekamen verschiedene Gesichter mit verschiedenen Eindrücken präsentiert. Um die Erkennung zu erleichtern, gab es gleichzeitig verstärkende soziale Hinweise wie z.B. „Smileys“ und ein Lob vom Computer, wenn die Gesichtsausdrücke richtig zugeordnet wurden.

Zu Beginn der Studie und nach sechs Wochen wurden die Kinder in einem Verhaltenstest und die Eltern zusätzlich per Fragebogen abgefragt. Dabei war die Gruppe der Kinder, die mit der „Smartbrille“ geübt hatte, in alle vier getesteten Bereichen besser. Auf einer Skala – der Vineland Adaptive Behaviours Scale Unterskala für Sozialisierung – war die Überlegenheit besonders deutlich (statistisch signifikant), was bedeutet, dass dieses Ergebnis sehr wahrscheinlich kein Zufall war.

Laut den Studienautoren ist dies die erste randomisierte klinische Studie, die die Wirksamkeit einer am Leib getragenen digitalen Intervention zur Verbesserung des Sozialverhaltens bei Kindern mit Autismus-Spektrum-Störungen demonstriert. Zwar gibt es die smarte Brille mit dem Lernprogramm noch nicht zu kaufen. Jedoch sind die Forscher zuversichtlich, das diese und ähnliche „digitale Heimtherapien“ eine große Zukunft vor sich haben, weil damit die Behandlungsmöglichkeiten erweitert und mehr Patienten erreicht werden könnten.

Voss C et al.: Effect of Wearable Digital Intervention for Improving Socialization in Children With Autism Spectrum Disorder: A Randomized Clinical Trial. JAMA Pediatr. 2019 Mar 25. doi: 10.1001/jamapediatrics.2019.0285.

Google weiß, wo es die Deutschen juckt

Mit einer ziemlich ungewöhnlichen Methode haben Forscher ermittelt, an welchen Stellen die Deutschen der Juckreiz (Pruritus) plagt und welche Krankheiten dafür vermutlich verantwortlich sind. Wie sie in der Fachzeitschrift „Hautarzt“ berichten, nutzten sie dafür ein Werkzeug, das eigentlich vom Suchmaschinenbetreiber Google für die Werbung entwickelt wurde.

Der sogenannte Google-AdWords-Keyword-Planner soll helfen, Websitebesucher zu gewinnen, die Onlineverkäufe zu steigern, oder mehr Anrufe zu erhalten. Dabei werden den Nutzern, die nach bestimmten Themen suchen, maßgeschneiderte Anzeigen auf den Bildschirm gespielt. Gleichzeitig speichert Google aber auch die Suchbegriffe und liefert seinen Kunden detaillierte Auswertungen. Auf diese Datenberge haben die Forscher um den Dermatologen Dr. Alexander Zink von der Technischen Universität München zugegriffen und den Gebrauch von exakt 701 Stichworten rund um den Juckreiz ausgewertet.

Über 2 Jahre – vom Januar 2015 bis zum Dezember 2016 wurde von Rechnern, Smartphones und Tablets in Deutschland demnach exakt 7.531.890 Mal nach Juckreiz & Co. gegoogelt. Ganz oben in der Hitliste der häufigsten Anfragen standen:

  • Neurodermitis (24 Prozent)
  • Schuppenflechte (18 Prozent)
  • Psoriasis (13 Prozent) und
  • Ekzem (7 Prozent)

Da es sich bei Schuppenflechte und Psoriasis um die gleiche Krankheit handelt, und viele Ekzeme der Neurodermitis zugeordnet werden können, lässt sich schließen, dass diese beiden Leiden die Deutschen wohl am häufigsten mit Juckreiz plagen. Wenig überraschend: Dort, wo man aus den Anfragen auf mögliche Ursachen des Juckreizes schließen konnten, waren dies ganz überwiegend Hauterkrankungen (87 %). Erstaunlich dagegen: Im Winter wurde bis zu doppelt so häufig nach „Juckreiz“ gesucht, wie in den warmen Monaten des Jahres.

Und wo genau hat es die Deutschen gejuckt? Bei einem Viertel der diesbezüglichen Anfragen war es der ganze Körper, bei fast jedem Fünften der Analbereich (also am Hintern), außerdem an den Beinen, Händen, Ohren, Kopf und an den Genitalien. Danke Google – damit wäre das auch geklärt.

Zink A et al.: Pruritus in Deutschland – eine Google-Suchmaschinenanalyse. Hautarzt. 2018 Jun 6. doi: 10.1007/s00105-018-4215-5.