Big Data: Diagnose vom Computer

Wie ein Fächer gleitet der Strahl des Computertomografen über den Patienten. Schicht für Schicht scannt er die Lunge. Später wird der Radiologe diese Querschnittaufnahmen für seine Diagnose nutzen. Je moderner der Computertomograf, desto dünner die Scheiben.

Doch so präzise die Technik mittlerweile arbeitet, so nebulös klingen noch immer manche Befunde: „Keine sichtbaren Knochenmetastasen“, heißt es dann – oder „Verlaufskontrolle empfohlen“. Nicht immer können Radiologen erkennen, ob eine Körperregion erkrankt ist oder nicht. Zu unklar sind die Standards, zu ungenau die Diagnosen. Das soll sich ändern, mithilfe moderner Technik.

Um Brustkrebs und Lungenkarzinome frühzeitig zu erkennen, nutzt Radiologe Markus Lentschig vom Zentrum für moderne Diagnostik in Bremen eine spezielle Software, die gefährliche Stellen vorab farbig markiert. „Das spart Zeit und die Software läuft nicht Gefahr, unter mangelnder Konzentration zu leiden“, sagt Lentschig. Er schätzt, dass in Deutschland bis zu 20 Prozent der Radiologen dieses oder ein ähnliches Computerprogramm bereits nutzen. Tendenz steigend. Doch welche Gefahren birgt es, wenn Maschinen die Arbeit der Ärzte übernehmen?

Bis zu 10.000 Aufnahmen

Dazu muss man zunächst verstehen, wie die Software funktioniert. Früher konnten beispielsweise Computertomografen lediglich einen Zentimeter dicke Bildscheiben produzieren. Bei einem 35 Zentimeter langen Brustkorb ergab das also 35 Bilder. Moderne Geräte erzeugen mehr als das Zehnfache dieser Menge, weil immer dünnere Bildscheiben möglich sind. „Wir untersuchen heute alle Körperregionen mit viel höherer Ortsauflösung, haben aber auch entsprechend viele Bilder“, sagt Lentschig.

So entsteht ein 3-D-Datensatz, den die Ärzte sich darstellen lassen können, wie sie wollen. Sie bestimmen, ob das Bildmaterial von oben nach unten, von links nach rechts, in Ein-Millimeter-Schichten oder noch feiner dargestellt wird. Der Nachteil: Statt 35 Bildern gibt es inzwischen 350 Aufnahmen – und damit deutlich mehr Arbeit für die Ärzte. Noch extremer ist die Entwicklung bei der Kernspintomografie. Wo früher 100 Aufnahmen erstellt wurden, können heute bis zu 10 000 Aufnahmen anfallen, die vom Radiologen beurteilt werden müssen, was schlichtweg unmöglich ist.

An dieser Stelle kommen Computer ins Spiel. Denn die Chance, genauere Diagnosen zu treffen, ist verschenkt, wenn der Arzt keine Zeit findet, die Bilder überhaupt auszuwerten. Die Computerprogramme scannen das Bildmaterial in Sekunden, berechnen Abweichungen und markieren Auffälligkeiten im Voraus. So können sich Radiologen später gezielt die abweichenden Stellen anschauen.

Vorerkrankungen fragt die Software nicht ab

„Dank der Software sind mir Strukturen aufgefallen, die ich davor übersehen hatte“, sagt Lentschig. „Es kann natürlich vorkommen, dass sie Stellen markiert, die sich als harmlos herausstellen, aber die Bewertung der Bilder bleibt sowieso immer beim Arzt.“

Die Anamnese spielt weiter eine wichtige Rolle. „Rundlich wirkende Herde können unter Umständen auch Folge einer Entzündung sein. Wenn man nicht sicher ist, fragt man den Patienten, ob er mal eine Lungenentzündung hatte oder ob Voraufnahmen existieren“, erläutert der Radiologe. Das könne der Computer heute noch nicht. Dennoch erleichtert die Software den Ärzten die Arbeit stark.

Das nährt die Befürchtung, dass der Mensch der Technik irgendwann blind vertraut. Stefan Schönberg, Radiologe am Universitätsklinikum Mannheim, bleibt gelassen. Er glaubt nicht, dass die Mediziner künftig von Maschinen ersetzt würden. Die Software ermögliche es, Rundherde und andere Strukturen systematisch zu erfassen, ihre Lage, Dichte und Form genau zu bestimmen. „Es geht ja darum, dass selbstlernende Programme viel mehr Merkmale entdecken können als der Mensch“, sagt er.

Frage nach dem Datenschutz

Speise man zudem anonymisierte Patientendaten aus anderen Fachbereichen wie der Pathologie ein, würden sie noch besser. „Wir heben das Ganze dann auf eine Metaebene: Ob jemand schon mal Lungenkrebs hatte oder Raucher ist, all diese Daten wird die Software kennen und somit auch in die Entscheidung, welche Therapie letztlich empfohlen wird, einbeziehen“, sagt Schönberg. Er sieht den technischen Fortschritt als Chance für eine immer präzisere, personalisierte Medizin.

Schließlich nutze die Radiologie momentan nur einen Bruchteil der ihr zur Verfügung stehenden Daten. Das soll sich schleunigst ändern. Zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für bildgestützte Medizin in Bremen und Forschern der Harvard Medical School in Boston überlegen die Radiologen, welche Merkmale in die Software eingearbeitet werden müssen, damit diese später Antworten auf die wichtigsten Fragen liefern kann. Dazu müssen standardisierte Daten in kompatiblen Formaten erhoben werden. Das Ganze könnte eines Tages in einer zentralen Datenbank münden, die sämtliche Patientendaten erfasst – Gewebeproben, Erbgutdaten und Krankengeschichte inklusive.

Daten sollen bei den Ärzten bleiben, nicht bei den Softwareunternehmen

Diese Idee wirft natürlich Fragen zum Datenschutz auf. Für Schönberg ist die Sache klar. „Entscheidend wird sein, dass die medizinischen Einrichtungen und Experten die Daten haben und nicht die Softwarekonzerne“, sagt er. Diese hätten längst entdeckt, dass der Gesundheitssektor ein lukrativer Markt ist. Schon jetzt würden im Ausland Firmen Kliniken Hunderttausende von Datensätzen abkaufen, um damit ein Geschäft zu machen.

Doch ein entscheidender Vorteil fehlt ihnen, macht der Mediziner deutlich. „Sie erreichen nicht den Endkunden, also den Patienten. Wir schon. Wir haben die Beispiele, die die Software braucht, um verschiedene Fakten abzugleichen. Wir wissen, ob jemand schon einmal eine Lungenentzündung hatte oder früher geraucht hat. Dieses Wissen geben wir an die Software weiter und diese kann das dann strukturiert in Zahlen ausdrücken.“ Einschätzungen, die heute der Arzt trifft, könnten in Zukunft von Computerprogrammen übernommen werden. Der Radiologe wird diese Computerdiagnosen dann nur noch überprüfen und entscheiden, welches Untersuchungsverfahren das beste für Patient und vermutete Diagnose ist.

Wie frei ist ein kranker Patient bei wichtigen Entscheidungen wirklich?

Doch zu welchem Preis? Der Medizinethiker Dominik Groß von der RWTH Aachen hat sich intensiv mit neuen Technologien und dem Datenschutz in der Medizin auseinandergesetzt. Er ist skeptisch. „Wieso sollte es besser sein, dass die Radiologen unsere Daten haben anstatt der Konzerne? Dieses Argument allein überzeugt mich nicht.“

Der Patient müsse der Weitergabe seiner Daten ausdrücklich zustimmen, fordert Groß – und hegt selbst unter dieser Voraussetzung Zweifel. „Man muss sich ernsthaft fragen, wie frei ein krebskranker Patient in seinen Entscheidungen ist“, sagt der Medizinethiker. „In der Hoffnung, wieder gesund zu werden, würde er womöglich jeder Form der Datenweitergabe zustimmen.“