Prof. Dr. Stavroula Mougiakakou, Leiterin AI in Health and Nutrition Laboratory, ARTORG. Prof. Dr. med. Andreas Christe, Chefarzt Radiologie, Inselspital, Universitätsspital Bern

KI-Röntgenbildanalyse erkennt Covid-19 zuverlässiger

Publiziert

Ein Team von Forschenden des Inselspitals, Universitätsspital Bern und der Universität Bern hat eine neue, auf Künstlicher Intelligenz (KI) beruhende Methode der Thorax-Röntgenbildanalyse entwickelt. Die Forschenden verglichen eine KI-gestützte Analysetechnik mit einer herkömmlichen Auswertung durch Röntgenärztinnen und Röntgenärzte. Vor allem bei der Unterscheidung von Covid-19 und Nicht-Covid-19-Lungenerkrankungen lieferte die KI-gestützte, neue Methode deutlich zuverlässigere Ergebnisse.

Die Universität Bern und das Inselspital, Universitätsspital Bern investieren massiv in die Sicherung und in den Weiterausbau ihrer führenden Stellung im Bereich Künstlicher Intelligenz (KI) in der Medizin. Mitte November wurde die Gründung des Center for Artificial Intelligence in Medicine (CAIM) angekündigt. Nun erscheint eine Studie zur Covid-19-Erkennung, die eindrücklich die Bedeutung von KI in der Medizin unterstreicht. KI-gestützte Technologien könnten so in Zukunft während einer globalen Pandemie eine Überlastung der Gesundheitssysteme vermeiden helfen.

Was wurde genau untersucht?

Zunächst wurde ein KI-Algorithmus «trainiert». Die Trainingsdaten umfassten 7988 Fälle, 258 davon mit Covid-19 und 5451 mit anderen Lungenentzündungen. Für den Vergleich zwischen Radiologiefachleuten und der KI-Analyse wurden je 100 Fälle ausgewählt. Elf Radiologinnen und Radiologen mit unterschiedlicher Expertise waren beteiligt. Korrekte Bestimmungen in drei Kategorien wurden verglichen: «normale Lunge», «andere Lungenentzündung» und «Covid-19-Erkrankung».

Klare Resultate: KI deutlich besser als Fachleute

Im Durchschnitt aller drei Kategorien analysierte die KI 94% der Bilder korrekt. Die Radiologen kamen dagegen auf 61% korrekte Bestimmungen. Der grösste Unterschied ergab sich bei der Bestimmung der Covid-19-Erkrankungen. Die KI konnte 97% der Fälle korrekt zuordnen, die Radiologen dagegen 53% . Prof. Dr. Andreas Christe, Chefarzt Radiologie kommentiert dazu: «Die Radiologinnen und Radiologen sind erfahrungsgemäss gut im Erkennen einer Abnormität («normale Lunge» gegenüber «erkrankte Lunge»). Darin waren sie auch fast gleich gut wie die KI. Aber in der Einteilung der Pneumonien in Covid- und Nicht-Covid-Fälle war der Computer weit überlegen. Das legt den Schluss nahe, dass der Computer auf den Bildern etwas erkennen kann, das dem menschlichen Auge entgeht. Diesem Aspekt wird in kommenden Forschungsvorhaben noch mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Im Zusammenwirken einer KI-gestützten Bildanalyse und der ärztlichen Expertise holen wir das Optimum aus den neuen Technologien heraus.»

Interdisziplinäre Zusammenarbeit sichert schnelle Umsetzung in der klinischen Praxis

Verschiedene nationale und internationale Forschungsgruppen versuchen in interdisziplinärer Zusammenarbeit die Diagnostik und die Prognostik der Covid-19-Erkrankung voranzutreiben. Hier kann das Forschungsteam von ARTORG-Inselspital die Stärke des Standorts Bern ausspielen. Prof. Dr. Stavroula Mougiakakou, Leiterin der Forschungsgruppe «AI in Health and Nutrition» an der Universität Bern erklärt: «Seit sieben Jahren arbeiten unsere Expertinnen und Experten für KI nun mit den Ärztinnen und Ärzten der Radiologie in einer gemeinsamen Forschungsgruppe zusammen. Wir haben in dieser Zeit eine gemeinsame Sprache und ein transdisziplinäres Verständnis entwickelt. Die Kombination des medizinischen Fachwissens und der Expertise in KI beschleunigt die Umsetzung in die klinische Praxis. Der Einsatz von KI wird die Art und Weise, wie wir Krankheiten diagnostizieren schon in naher Zukunft verändern.»

Zur Weiterentwicklung und Validierung des Berner Systems wird das Team eine Multicenter-Studie in enger Zusammenarbeit mit den Universitätskliniken Zürich und Lausanne sowie anderen europäischen Universitäten durchführen. So kann die Kombination von Röntgen-Bildgebung und KI helfen, Patientinnen und Patienten bei Erstdiagnose in unterschiedliche Risikogruppen für schwerere oder mildere COVID-19-Verläufe einzuteilen.

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FBKplus

Der neue Branchentreffpunkt der Lebensmittel- und Getränkeproduktion

Datum: 23. - 25. Januar 2022

Ort: Bern (CH)

Empack Schweiz

The Future of Packaging Technology

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DIE SCHWEIZER MESSE DER TRINKWASSER-, ABWASSER- UND GASFACHLEUTES

Datum: 09. - 11. Februar 2022

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BioFach

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LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 08. - 10. März 2022

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Pro Wein

Internationale Fachmesse Weine und Spirituosen

Datum: 27. - 29. März 2022

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HR Festival

Fachmesse für HRM, trainings to business und Corporate Health

Datum: 29. - 30. März 2022

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Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 04. - 08. April 2022

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Lebensmitteltag

Die führende schweizerische Lebensmittelfachtagung von bio.inspecta und SQS

Datum: 07. April 2022

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Anuga FoodTec

Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel-und Getränkeindustrie

Datum: 26. - 29. April 2022

Ort: Köln (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 26. - 29. April 2022

Ort: München (D)

Control

Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung

Datum: 03. - 06. Mai 2022

Ort: Stuttgart (D)

PFLEGE PLUS

Die Fachmesse PFLEGE PLUS bringt Fachbesucher mit ausstellenden Unternehmen, Branchenverbände sowie Experten des Pflegemarkts zusammen.

Datum: 17. - 19. Mai 2022

Ort: Stuttgart (D)

ArbeitsSicherheitSchweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz & Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 01. - 02. Juni 2022

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Automatica

Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 21. -24. Juni 2022

Ort: München (D)

analytica

Leitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 21. - 24. Juni 2022

Ort: München (D)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 30. August - 01. September 2022

Ort: Nürnberg (D)

Oils + fats

Leitmesse der Öl- und Fettindustrie in Europa.

Datum: 12. - 16. September 2022

Ort: München (D)

Chillventa

Fachmesse für Energieeffizienz

Datum: 11. - 13. Oktober 2022

Ort: Nürnberg (D)

SIAL

Fachmesse für Nahrungsmittel-Innovationen

Datum: 15. - 19. Oktober 2022

Ort: Paris (F)

ZAGG

Schweizer Fachmesse für Gastgewerbe, Hotellerie & Gemeinschaftsgastronomie Luzern

Datum: 23. - 26. Oktober 2022

Ort: Luzern (CH)

Swiss Handicap

Nationale Messe für Menschen mit und ohne Behinderung.

Datum: 02. - 04. Dezember 2022

Ort: Luzern (CH)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 04. - 10. Mai 2023

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis