Die Zukunft der medizinischen Information

Die autistische KI

Künstliche Intelligenz (KI) ist in der Lage, Sprache zu erkennen und zu überset­zen oder Bilder und Videos zu analysieren. 24 Stunden am Tag, die ganz Woche lang und in irrem Tempo. Auch wir haben hier im Blog schon verschiedentlich darüber geschrieben, wie KI nach und nach ihre Rolle in der Diagnostik findet. Radiologen und Pathologen gelten manchen Kollegen gar schon als Auslaufmodell, aber alles hat seinen Preis. Und je komplexer die Aufgaben werden, desto höher sind die Anforderungen an die Hardware. Und den Energiebedarf. Technology Review (TR) hat kürzlich errechnet, dass KI-Anwendungen bis 2025 10% des weltweiten Strombedarfs beanspruchen könnten. In Worten: Zehn Prozent. Von unglaublich viel.

Zudem sind die Chips, die man aktuell genau für solche Anwendungen konstruiert, auch noch echte Autisten. Wesen mit Inselbegabung. Sie werden für eine ganz bestimmte Anwendung gebaut, etwa Röntgenbilder zu analysieren. Will man auf ihnen aber andere Anwendungen laufen lassen, sind sie strohdoof. Sprache analysieren? Fehlanzeige. Corona-Daten auswerten? Wo kommen Sie denn her …

Forscher denken deshalb mittlerweile das fast Undenkbare: Analoge Komponenten für die digitale Welt. Solche Bausteine sollen Werte mithilfe ihrer physikalischen Eigenschaften wie elektrischem Widerstand, Kapazität oder Magnetisierung auch in mehreren Zwischenphasen speichern, und nicht nur als digitale 1 oder 0. Ob das die Autismus-Probleme lösen wird, wissen wir nicht. Aber wir finden  das Thema superspannend. Und wer es so sieht wie wir, hört gespannt in den Podcast Tech2go (Folge 2: Künstliche Intelligenz) rein, den Heise zur Juni-Ausgabe von TR zur Verfügung stellt.

 

Corona: Impfung ohne Nadel?

Das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam und der Technologietransfer-Fond KHAN-I entwickeln gemeinsam mit dem Lead Discovery Center in Dortmund ein Impfverfahren gegen SARS-CoV2. Die Forscherinnen und Forscher hoffen, in den kommenden Jahren über den gezielten Impfstofftransport über die Haut Immunität und Schutz gegen das Virus aufbauen zu können.
SARS-CoV2 hat mittlerweile über 3,6 Millionen Menschen weltweit infiziert und ist verantwortlich für über 250.000 Todesfälle. Die Dunkelziffer wird deutlich höher eingeschätzt. Für Milliarden Menschen bestimmt diese Pandemie gegenwärtig den Lebensalltag und auch langfristig sind die Auswirkungen auf Weltwirtschaft und Gesundheitssysteme schwerwiegend. In Industrie und akademischer Forschung wird über viele Lösungsansätze an der schnellen Entwicklung eines wirksamen, anhaltenden Impfschutzes gearbeitet, der in der Zukunft die Notwendigkeit drastischer Maßnahmen zur Ausbreitungsbeschränkung solcher Erkrankungen vermeiden kann.
Impfstoffe stellen die einzige langfristige Möglichkeit dar, einen Erreger zu bekämpfen. Im Zusammenhang mit SARS-CoV2 werden vor allem neuartige und schnell auf neue Viren anpassbare Impftechnologien forciert, die auf die Applikation von Nukleinsäure-Wirkstoffen oder Verwendung von Adenovirus-Vektoren beruhen. Fast alle dieser Technologien beruhen auf der Injektion des Impfstoffs in den Muskel des Patienten. In der Haut ist die Dichte der Immunzellen allerdings höher als in Muskeln: Hier befinden sich auch die sogenannten Langerhans-Zellen. Diese Zellen aktivieren und koordinieren die antivirale Antwort im Körper.
Die Arbeitsgruppe von Christoph Rademacher am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung hat eine neue Plattformtechnologie entwickelt, mit dem diese Langerhans-Zellen gezielt angesprochen werden können. Dieses System soll es ermöglichen, Impfstoffe direkt auf die Haut aufzutragen oder mit Mikronadeln zu injizieren.

(Quelle: Pressemeldung der Max-Planck-Gesellschaft vom 13. Mai 2020, gekürzt)

Am Puls der Zeit

Zwischen Fakten und Fiktion zu unterscheiden scheint dieser Tage ja gar nicht so einfach. Diesen Eindruck kann man zumindest bekommen, wenn man sich die oft doch ziemlich durchgeknallten Theorien und Forderungen der Corona-Demonstranten vom letzten Wochenende anschaut.

Und tatsächlich haben die Fakten rund um SARS-CoV2 ja tatsächlich mitunter eine kurze Halbwertzeit. Das hängt aber weniger an der Unfähigkeit von Virologen oder Epidemiologen, sondern am klassischen Vorgehen in der wissenschaftlichen Forschung. Man postuliert eine Theorie, die man dann experimentell überprüft. Und in vielen Fällen führen die Ergebnisse dazu, dass man die Theorie wieder verwerfen muss. Nichts Ungewöhnliches also, aber bei allem rund um Corona viel mehr im Fokus der Öffentlichkeit als sonst.

Anfang April hatte das Robert Koch-Institut (RKI) die sogenannte Corona-Datenspende-App vorgestellt. Damit wollte man die Theorie überprüfen, dass sich Coronavirus-Symptome auch von Vitaldaten wie der Pulsfrequenz ableiten lassen. Könne man damit 10.000 Nutzer erreichen, sei das eine „Supersache“, hieß es damals beim RKI. In den USA hatten sich in den vergangenen Jahren Fallschätzungen auf Basis solcher Daten in Grippewellen als recht treffgenau erwiesen.

Letzte Woche hat das RKI nicht ohne Stolz berichtet, dass mittlerweile mehr als eine halbe Million Nutzer statt der erhofften 10.000 insgesamt über 15 Millionen Messdaten übermittelt haben. Ob die Theorie sich bestätigt oder nicht ist noch offen, aber die Auswertung ist in vollem Gang. Unter anderem hat man dabei den Ruhepuls der Teilnehmer ausgerechnet. Die Darstellung ist eine perfekte Gauss-Kurve (Link) zwischen 40 und 90 Schlägen pro Minute. Und der (nicht-repräsentative) „Ruhepuls der Nation“ liegt im Corona-April 2020 bei 61,17.

Bleiben Kongresse nun virtuell?

Wissenschaftstourismus ade? Zumindest wird in der aktuellen „Corona-Phase“ einiges hinterfragt, das noch vor wenigen Wochen als uneingeschränkte Normalität galt. Für eine Posterpräsentation nach Chicago oder einen Kurzvortrag nach Helsinki – eine übliche Reisetätigkeit für einen Wissenschaftler. Manche haben es geliebt, konnte man so leicht Kollegen und Länder kennenlernen; andere eher gehasst, denn die Reisezeit fehlte einem nachher im Labor oder der Klinik.

Für die Teilnehmer großer Kongresse bot sich eine fast unüberschaubare Auswahl an Key Notes, Workshops, Sessions, Satelliten-Symposien etc. an. Interessante Vorträge verliefen parallel, dazwischen Pausen, auf die man gerne auch verzichtet hätte. Diese Zeit konnte man für die Besuche an Messeständen der Hersteller nutzen. Die größte Attraktivität vor Ort hatten Stände mit kulinarischen Incentives – aber die Information über neue Präparate oder Studien kann man auch aus anderen Quellen erhalten.

Wozu also noch einen Kongress in Präsenzform durchführen, wenn nahezu alle Kongressaktivitäten auch im Internet abbildbar sind? Manche europäischen Kongresse haben es bereits vorgemacht. Die Teilnehmer können nach eigenem Zeitplan an Webinaren teilnehmen, Moderatoren und Referenten werden zugeschaltet. Auch im Web kann man per Chat trefflich wissenschaftlich streiten. Sogar die Diskussion der Teilnehmer untereinander kann in Kleingruppen (Breakout-Sessions) organisiert werden.

Die Nutzung von Webinar- und Meetings-Software, wie Zoom oder Microsoft Teams, ist in den letzten Wochen nahezu explodiert – und ein Teil unserer Arbeitsnormalität geworden. Das Sammeln der Fortbildungspunkte kann ebenfalls via Web geschehen, Online-Akademien, wie z.B. arztCME.de, können Veranstaltungen sowohl als Live-Stream oder auch als Aufzeichnung für den späteren Punkteerwerb anbieten.

Anwendungen im Web bieten die Möglichkeit zukünftig einen „großen“ Kongress ganzjährig stattfinden zu lassen, für eine dauerhafte Diskussion und Informationsbereitstellung zu sorgen und trotzdem eine jährliche Präsenzveranstaltung (evtl. in reduziertem Umfang?) stattfinden zu lassen. Für die zahllosen kleineren Halbtages- und Tages-Veranstaltungen zur ärztlichen Fortbildung sehen wir jedoch eindeutig eine virtuelle Zukunft.

Digitale Technik im Corona-Check

Wie lässt sich digitale Technik im Kampf gegen die Corona-Pandemie nutzen? In den letzten Tagen bekamen wir eine ganze Reihe von Beispielen zu sehen, was helfen könnte und was eher nicht. Das Pan-European Privacy-Preserving Proximity Tracing (PEPP-PT) war als multinational entwickeltes Softwaresystem gestartet, um eine Kontaktverfolgungs-App zu entwickeln. Doch schnell gab es Richtungsstreit. Zentrale Speicherung ja oder nein? Letztlich ein grundsätzlicher Richtungsstreit darüber, wie bei der Realisierung mit der Privatsphäre umzugehen ist.

PEPP-PT unterstützt prinzipiell sowohl einen zentralisierten als auch einen dezentralisierten Ansatz, je nachdem, welche Implementation gewünscht ist. In Deutschland hat man laut Handelsblatt neben Pepp-PT auch D3PT (Decentralized Privacy Preserving Proximity Tracing) aus der Schweiz sowie eine in Österreich eingesetzte Lösung von Accenture getestet. BGM Spahn scheint PEPP-PT zu favorisieren, Stand heute ist aber noch nichts endgültig entschieden.

Auf der akademischen Seite beschäftigten sich zwei Paper aus dem Journal of Medical Internet research (JMIR) mit Covid-19. Was dazu – neben wilden Verschwörungstheorien – auf Social-Media-Plattformen geteilt wird, ist kaum bekannt. Eine Studie aus Katar identifizierte 12 Themen, die in vier Hauptäste eingeteilt wurden: Ursprung des Virus; seine Quellen; seine Auswirkungen auf Menschen, Länder und die Wirtschaft; und Möglichkeiten zur Minderung des Infektionsrisikos. Die durchschnittliche Stimmung war für 10 Themen positiv und für 2 Themen negativ (Todesfälle durch COVID-19 und verstärkter Rassismus). Die Autoren weisen auf die Notwendigkeit einer proaktiven Präsenz des öffentlichen Gesundheitsbereichs in sozialen Medien hin, um die Verbreitung gefälschter Nachrichten zu bekämpfen.

J Med Internet Res 2020;22(4):e19016

Ein Fallbericht ebenfalls aus dem JMIR beschreibt den Einsatz des Honghu-Hybridsystems (HHS) in Hubei für die Erfassung, Integration, Standardisierung und Analyse von COVID-19-bezogenen Daten aus multiplen Quellen (Fallberichtssystem, Diagnoselabors, elektronische Patientenakten, soziale Medien auf Mobilgeräten). Laut den Autoren deckte die Überwachungskomponente des Systems über 95% der Bevölkerung von über 900.000 Menschen ab „und lieferte nahezu Echtzeit-Beweise für die Kontrolle epidemischer Notfälle.“  Schlussfolgerung der Autoren: „Das HHS für COVID-19 hat sich in dieser realen Feldstudie als machbar und effektiv erwiesen und kann migriert werden.“

J Med Internet Res 2020;22(4):e18948

Fortsetzung folgt …