23.08.2021

Medizinisches Expertensystem (MCEA): Künstliche Intelligenz aus Lübeck sorgt für Fortschritte im Gesundheitssystem

Noch ist es Zukunftsmusik, aber schon bald könnte die alltägliche Arbeit in Arztpraxen ganz anders aussehen, als wir es bisher kennen: Ärztinnen und Ärzte aller Fachrichtungen könnten dann - zusätzlich zu Ihrer jeweiligen Fachexpertise - im PC gebündelt nachlesen, welche Daten ein lernendes System als relevant für den jeweiligen Fall betrachtet und welche Empfehlungen es geben kann. Medizinische Wissensstrukturierung über Fachgrenzen hinweg wäre mit einem solchen System möglich. Geforscht wird daran in Lübeck. Das Land Schleswig-Holstein unterstützt das Projekt „Medical Cause and Effects Analysis“ (MCEA) mit 2 Millionen €. Es ist ein weiteres Projekt der Universität zu Lübeck, das die Bereiche KI und Medizin disziplinübergreifend weiter zusammenführt.

Zugriff auf relevante Maschinen- und Falldaten von Patientinnen und Patienten, Studien oder medizinische Leitlinien: auf all diese Informationen sollen behandelnde Ärztinnen und Ärzte mit einem Klick Zugriff haben – unterstützt von lernenden Maschinen. Klassische Systeme dieser Art basieren nur aus Informationen und Daten aus der direkten Umgebung des isolierten Anwendungsfalles, weshalb keine interdisziplinären und komplementären Wissensquellen betrachtet werden. Um fachlich wertvolle Handlungsempfehlungen im medizinischen Bereich unterbreiten zu können, sind allerdings diese interdisziplinären Daten notwendig. Hier setzt das Projekt MCEA aus Lübeck an.

Das Land Schleswig-Holstein unterstützt diese interdisziplinäre Forschung für die nächsten 2 Jahre mit insgesamt 2 Millionen €. Staatssekretär Dirk Schrödter, Chef der Staatskanzlei Schleswig-Holstein ist überzeugt:

„Künstliche Intelligenz ist längst in unserem Alltag angekommen- ob bei der Fahrunterstützung im Auto, beim Sprachassistenten in unserem Wohnzimmer oder bei Suchmaschinen auf dem Laptop. In seinen Auswirkungen ist dieser Megatrend der Digitalisierung vergleichbar mit der Einführung der Dampfmaschine oder der Elektrizität. Der Universität zu Lübeck ist es gelungen, ein KI-Ökosystem im Bereich Medizin zu etablieren, das bundesweit Maßstäbe setzt. Wir sind sehr stolz darauf, diese Entwicklung aus dem KI-Sondervermögen des Landes Schleswig-Holstein unterstützen zu können.“

Neben der Einbeziehung von interdisziplinärem Wissen ist auch die Verbindung von Expertensystemen mit den Algorithmen des Maschinellen Lernens ein Forschungsbereich von MCEA. Ursache-Wirkung-Zusammenhänge in Softwaresystemen werden dazu erforscht. So sollen Modelle entwickelt werden, die anschließend evaluiert und getestet werden sollen. Als erste praktische Anwendungsfälle kommen dann Infektionsüberwachung im Krankenhaus oder multimedikamentöse Therapien in Frage.

Projektinitiator Raimund Mildner bewertet MCEA als zukunftsweisend: "Ich sehe MCEA als erfolgversprechenden Weg, durch die vorlaufende Modellierung medizinischer Kausalität den derzeit gehypten Maschine Learning Methoden erst wirkliche Anwendungsrelevanz zu verschaffen. Nur hybride KI in medizinischen Expertensystemen wird größere Fortschritte im Gesundheitssystem hervorbringen." Künstliche Intelligenz soll Medizinerinnen und Mediziner so auch im diagnostischen Bereich bei ihrer täglichen Arbeit unterstützen.

Solch ein umfangreiches Projekt ist nur durch eine disziplinübergreifende Zusammenarbeit möglich, bestätigt Prof. Thomas Martinetz, Direktor des Instituts für Neuro- und Bioinformatik der Universität zu Lübeck und Sprecher des Zentrums für Künstliche Intelligenz Lübeck (ZKIL): „Wir haben gleich in der Nachbarschaft auf dem Campus die Firma Plato, die das führende Softwaretool für die Abbildung komplexer Zusammenhänge in technischen Produkten wie Automobilen abbildet. Generals Motors zum Beispiel nutzt es weltweit. Mit MCEA wollen wir ausloten, inwieweit dieses Tool auch komplexe Prozesse im menschlichen Körper abbilden und für die Medizin nutzbar gemacht werden kann.“

Neben dem Zentrum für Künstliche Intelligenz der Universität zu Lübeck und der Plato AG sind insgesamt sechs Universitätsinstitute und sechs Kliniken des Universitätsklinikums Schleswig Holstein (UKSH) in das Projekt als Partner involviert.