Röntgenuntersuchung der Lunge: Künstliche Intelligenz in der klinischen Diagnostik

Röntgenuntersuchung der Lunge: Künstliche Intelligenz in der klinischen Diagnostik

Röntgenuntersuchungen des Brustkorbs (Thorax) gehören zur Standarddiagnostik bei Lungenerkrankungen. Der sogenannte Röntgen-Thorax ist die am häufigsten gemachte Röntgenaufnahme in der Medizin. Dadurch lassen sich beispielsweise Lungenentzündungen, Tumoren, krankhafte Flüssigkeits- und Luftansammlungen oder Verletzungen der Lunge bestmöglich nachweisen. 

Das MVZ Prof. Dr. Uhlenbrock und Partner in Kooperation mit der St. Lukas-Gesellschaft ist weltweit nun der erste klinische Standort, der ab sofort bei der Befundung der Lunge eine spezielle künstliche Intelligenz zur Hilfe nimmt.  Mit dem „AI-Rad Companion Chest X-ray“ von Siemens Healthineers ist es möglich, routinemäßig Röntgenaufnahme der Lunge computergestützt auswerten zu lassen. Dabei sendet der befundende Arzt mit wenigen Klicks oder komplett automatisiert eine News - AI-Rad-Companion_Monitor-Bild2anonymisierte Röntgenaufnahme der Lunge an das Programm. Innerhalb weniger Minuten erhält er vom System eine Rückmeldung über mögliche Auffälligkeiten im Bild. Dabei erkennt das System die fünf häufigsten Pathologien, die zum Teil ein sofortiges Eingreifen erforderlich machen. Die Software kann nicht nur verschiedene anatomische Strukturen voneinander unterscheiden, sondern vor allem pathologische Auffälligkeiten automatisch kennzeichnen und einordnen. Bei jedem „Treffer“ gibt das System zudem auf einer Skala von 1 bis 10 an, wie sicher es sich ist. Durch ein aktuelles COVID-Zusatzmodul ist die Software nun auch in der Lage, typische krankhafte Veränderungen zu erkennen, die durch eine COVID19-Erkrankung verursacht worden sind. Das soll helfen, die Versorgung der Erkrankung zu beschleunigen und zu verbessern. Dieses Modul ist bisher als Prototyp verfügbar. 

Unterstützung aber nicht Ersatz des Arztes – Keine Rückschlüsse auf Patienten

„Die moderne Technik soll gezielt die Befundung des diensthabenden Arztes im Nacht- und Wochenenddienst unterstützen“, erklärt Dr. Karsten Ridder, ärztlicher Leiter und Programmverantwortlicher im MVZ Uhlenbrock. „Schließlich bedarf es bei der Beurteilung von Thorax-Röntgenaufnahmen einiger Erfahrung, da die Struktur der Lunge als ein relativ diffuses Hintergrundmuster dargestellt wird.“ Besonders dann, wenn ein erfahrener Radiologe nicht unmittelbar zur Verfügung steht, ist dies für den diensthabenden Arzt oft herausfordernd. Die Künstliche Intelligenz soll so helfen, Fehler zu minimieren und wichtige Hinweise zu geben, wo der Arzt genauer hinschauen sollte. Auch Auffälligkeiten, die nicht im eigentlichen Fokus der Untersuchung liegen, können so schneller und sicherer entdeckt werden. „Den letztlichen Befund durch den Arzt kann und soll die Technik aber nicht ersetzen“, betont Ridder. Der gesamte Vorgang läuft zudem völlig anonym ab. Es sind keine Rückschlüsse auf Patientendaten möglich. Die Software arbeitet cloudbasiert und entspricht den DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)-Standards.

Training mit über 100.000 Bildern – Kooperation von Siemens Healthineers und MVZ Uhlenbrock

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Dr. Karsten Ridder, ärztlicher Leiter und Programmverantwortlicher im MVZ Uhlenbrock

Der „AI-Rad Companion“ wurde von Siemens Healthineers sowie dem MVZ Prof. Dr. Uhlenbrock und Partner gemeinsam entwickelt und ist CE zertifiziert. Der AI-Rad Companion basiert technologisch auf künstlicher Intelligenz. Dazu wurden in den vergangenen Jahren mehr als 100.000 Röntgenbilder von 15 verschiedenen Geräteherstellern als Trainingsbasis für das neuronale Netz eingespielt. Rund 40 Prozent dieser Bilder stammen aus dem MVZ Uhlenbrock. Weitere Daten wurden von Projektkollegen aus Boston und München geliefert. „Dabei läuft das Training im Hintergrund weiter und es werden immer mehr Lernbilder eingespielt“, erklärt Ridder. „Mit jedem Update kann die Software also auf einen noch größeren Erfahrungsschatz zurückgreifen.“    

Erstmals klinischer Einsatz in drei Kliniken der St. Lukas-Gesellschaft

Die bisher nur in wenigen radiologischen Spezialabteilungen genutzte Software kommt zukünftig  im Klinikalltag des St.-Josephs-Hospitals Dortmund-Hörde, dem Katholischen Krankenhaus Dortmund-West und dem St.-Rochus-Hospital Castrop-Rauxel  zum Einsatz. Alle Häuser gehören zum Verbund der Katholischen St. Lukas-Gesellschaft, mit der das MVZ Prof. Dr. Uhlenbrock und Partner eng kooperiert. Das MVZ führt in den Kliniken die Fachabteilung für Radiologie und bietet dort das gesamte Spektrum bildgebender Diagnostik. 

„Die erstmalige Nutzung der KI im klinischen Alltag ist weltweit zukunftsweisend für den Einsatz modernster Techniken und Forschungsentwicklungen zur Verbesserung der direkten Patientenversorgung“, freut sich Ridder. „Gerade in Zeiten der Pandemie hat dieses Projekt Leuchtturmcharakter“.

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