Was passiert bei der Parkinson-Krankheit im Gehirn? Ist der Herzmuskel vergrößert? Wie groß ist das Blutvolumen, das pro Herzschlag ausgeworfen wird? Solche Fragen lassen sich gut mithilfe eines Magnetresonanztomografen (MRT) klären. Und diese Geräte lassen sich mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) noch viel leistungsfähiger machen. Etwa um schon bei kurzer Aufnahmezeit zwischen zwei Atemzügen gestochen scharfe Bilder des schlagenden Herzens zu bekommen. KI kann auch die ärztliche Arbeit beschleunigen: Früher musste ein Arzt oder eine Ärztin, um Auffälligkeiten der Herzkammern und die Herzfunktion zu untersuchen, verschiedene Bereiche (z. B. Vorhöfe, Hauptkammern und Herzmuskel) von Hand markieren und parallel dazu noch die Herzschlagphase berücksichtigen. Das kann lange kostbare Zeit in Anspruch nehmen – oder von einer KI per Knopfdruck in Sekunden geliefert werden.

„Ärzte oder Ärztinnen brauchen KI-Lösungen, denen sie vertrauen können, am besten nachgewiesen durch objektive Prüfverfahren. “, sagt Maik Liebl. Der PTB-Wissenschaftler stellt auf der Hannover Messe (22. bis 26. April) einen Demonstrator vor, der KI-Algorithmen für die Medizin bewerten kann: „Mit unserem neuen Prüfangebot werden wir den Herstellerfirmen ermöglichen, ihre Algorithmen von uns als neutraler Stelle überprüfen zu lassen. Den Ergebnisbericht können sie dann auf ihre Website stellen und damit werben, welche Qualitätskriterien ihr KI-Algorithmus erreicht“, erklärt Liebl.  

 Damit bietet die PTB im Grunde dasselbe an, was sie bisher schon rund um Kalibrierungen tut. Die PTB ist als oberste Instanz für die genauesten Messungen fest in das System der Qualitätsinfrastruktur eingebunden – also in die geordneten Strukturen, mit denen hierzulande für gute Messungen und somit gute Produkte gesorgt wird. Aber wie ist das bei dem neuen Feld der KI-unterstützten Messungen? „Naja, eigentlich eindeutig“, sagt Hans Rabus, KI-Experte der PTB. „Wir sind gesetzlich beauftragt, Messgeräte zu überprüfen. Und weil die entsprechenden Gesetze dies sehr technologieoffen formulieren, ist die PTB verpflichtet, bei technologischen Neuentwicklungen ihre Rolle neu zu bewerten. Genau das haben wir beim Thema KI in der Medizin getan. Das Ergebnis hieß: Die PTB hat hier eine wichtige Rolle.“

Es geht um ein topaktuelles und durchaus brisantes Gebiet. Der „Global Risks Report“ des Weltwirtschaftsforums vom Januar 2024 führt KI als eines der größten Risiken für die Wirtschaft auf (wenn hier auch oft von anderen Gebieten als der Medizin gesprochen wird). Und in der neuen EU-Richtlinie EU AI Act, dem weltweit ersten Gesetzespaket für künstliche Intelligenz (das am 2. Februar von den EU-Mitgliedstaaten einstimmig beschlosssen wurde, aber noch von Europaparlament und  der Ratsformation gebilligt werden muss) wird KI in der Medizin als ein Hochrisikogebiet aufgeführt, für das strenge Regeln gelten sollen. Da aber die Bundesregierung verkündet hat, Forschung und Anwendung von KI-Themen in Deutschland und Europa auf ein weltweit führendes Niveau heben zu wollen (siehe KI-Strategie der Bundesregierung, 2020), ist jetzt entschlossenes Handeln gefordert. Es gilt unter anderem, das noch schwächelnde Vertrauen in die künstliche Intelligenz zu stärken.

Und genau darum geht es der PTB mit ihrem Demonstrator für eine KI-Dienstleistung, die sie auf der Hannover Messe allen Interessierten vorstellen will. Der Webservice wird über das bewährte TraCIM-Portal (Traceability for computationally-intensive metrology) angeboten werden, das im Rahmen eines europäischen Projektes entwickelt worden war und bereits seit Jahren in anderen Bereichen etabliert ist. So prüft die PTB erfolgreich Auswertealgorithmen für die Industrie, etwa in der Koordinatenmesstechnik, und hat damit ihre Services weitestgehend digitalisiert. „Wir mussten es nur für den deutlich komplexeren Fall der Prüfung von KI-Algorithmen erweitern“, erläutert Maik Liebl. Seine Arbeit ist Teil des Pilotprojekts "Künstliche Intelligenz in der Medizin" der Initiative QI-Digital.

Dass ihr System funktioniert, haben Liebl und sein Team zunächst mithilfe von öffentlich zugänglichen Daten getestet: Von einem der zahlreichen Wettbewerbe, die „Grand Challenge“ heißen, haben sie sich MRT-Daten heruntergeladen. Es sind Aufnahmen von rechten und linken Herzkammern und dem Myokard, einschließlich einer Bewertung von Medizinern. Im nächsten Schritt wollen sie jetzt einen „goldenen Datensatz“ oder Goldstandard aufbauen – man könnte auch sagen: so etwas wie ein Normal, ein Ding mit bekannten Eigenschaften, an dem Messgeräte kalibriert werden. Dafür brauchen sie klinische Partner bzw. Stakeholder aus der Industrie und Politik. Maik Liebl freut sich auf rege Diskussionen am Messestand, um das wichtige Thema voranzutreiben. „Immerhin sitzen wir alle im selben Boot. Denn der EU AI Act zwingt uns alle, jetzt richtig schnell zu handeln. Ziel ist es, das System in einem Gemeinschaftsprojekt zur Praxisreife zu bringen. Im Grunde kommen wir nur alle gemeinsam voran.“

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