Husten, Röntgenbilder, Algorithmen – KI und COVID-19

Bereits seit Beginn der Pandemie in Anwendung sind auch Algorithmen, die aus bildgebenden Diagnostikverfahren herauslesen können, ob jemand an COVID-19 erkrankt ist. Unter anderen Forscher:innen des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz veröffentlichten dazu Ergebnisse. Dabei wertet die KI Computer-Tomografie-Aufnahmen des Brustkorbs von Patient:innen aus. Unter anderem in China und den USA funktionierten Mediziner:innen auch bereits bestehende entsprechende Diagnose-Software zur Auswertung von CT- und Röntgenaufnahmen entsprechend um. Charakteristisch für eine SARS-CoV-2-Infektion der Lunge sind dabei sogenannte „Milchglasinfiltrate“. Abgegrenzte Bereiche, in denen sich Flüssigkeit ansammelt, was als weiße Flecken auf den Aufnahmen erkennbar ist. Die KI scannen dabei unter anderem automatisch auf diese Besonderheit.

Auch dabei ist insbesondere das maschinelle Lernen gefragt – in diesem Fall „Deep Learning“, eine besondere Form des Maschinen-Lernens mit neuronalen Netzen. Wie bei den Audio-Verfahren werden auch für die visuellen Methoden Tausende Proben benötigt. In Deutschland forschen unter anderen Mediziner:innen und Wissenschaftler:innen des Universitätsklinikums Ulm und der Technischen Hochschule Ulm an dem Thema, wie das Portal „Lungenärzte im Netz“ berichtet.

Von solch konkreter Diagnostik am einzelnen Patienten abgesehen kommt die KI auch bereits bei der Suche nach Arzneimitteln und in der Epidemiologie zum Einsatz – mit einem breiten Spektrum an Einsatzgebieten.

Auch Remdesivir, das bislang einzige nicht-Antikörper-basierte zugelassene Arzneimittel zur Behandlung von COVID-19, wurde per KI gefunden. In dem Fall dank einer automatisierten Datenbank-Analyse aller weltweiten Veröffentlichungen. Andere Ansätze versuchen per Bioinformatik Wirkstoffe zu finden, die an spezifische Stellen wie das Spike-Protein des COVID-Erregers andocken.

Ein nicht medizinisches aber mit COVID-19 zusammenhängendes Beispiel für fragwürdige KI-Entscheidungen beschreibt etwa das Manager Magazin in einem KI-kritischen Artikel. Britische Schüler sollten mittels einer KI des britischen Bildungsministeriums Abschlussnoten erhalten, die als wahrscheinlich für die wegen der Pandemie ausgefallenen Klausuren für jeden Schüler berechnet wurden. Die KI bewertete in der Folge aber insbesondere Kinder aus Arbeiter- und Migrantenfamilien mit schlechten Noten. Bei ihren Protesten schrieben die Schüler „Fuck the algorithm“ auf ihre Plakate.

Das Fachmagazin „The Lancet“ warnt in einem aktuellen Leitartikel aus dem Januar 2021 davor, den Algorithmen zu schnell zu vertrauen. Wie auch bei einigen Arzneimitteln gab es in den USA bereits eine Notfall-Zulassung für eine COVID-19-KI-Anwendung. In dem Editorial zieht das Magazin eine im BMJ-Journal veröffentliche Studie heran, die besagt, dass eine große Zahl der KIs nur auf zu kleinen oder qualitativ schlechten Datensätzen trainiert worden seien und daher viele falsche Ergebnisse lieferten.

KI könne ein Retter aus der Pandemie sein – man müsse sie nur besser testen und trainieren, schließen die Lancet-Autoren.