Bringt Big Data die Medizin voran?

ELGA, die elektronische Gesundheitsakte, kann Ärzte unterstützen; der elektronische Dr. Watson Fehlbehandlungen vermeiden helfen

aus HEUREKA 2/14 vom 28.05.2014

Alle fünf Jahre verdoppelt sich die Menge an medizinischen Daten. Ein Großteil liegt häufig in unstrukturierter, also natürlicher Sprache vor. Ärzte haben einfach nicht die Zeit, jede Fachzeitschrift zu lesen, die sie über die jeweils neuesten Fortschritte informiert. Etwa achtzig Prozent der Mediziner verbringen laut eigenen Angaben nur maximal fünf Stunden pro Monat mit dem Lesen von Fachzeitschriften. 160 Stunden pro Woche müsste man aber aufwenden, um am neuesten Stand der medizinischen Forschung zu sein.

Fehldiagnosen trotz enormen Wissens

Laut Experten sind heute nur zwanzig Prozent des Wissens, das Ärzte für Diagnosen und Entscheidungen zur Behandlung von Patienten verwenden, evidenzbasiert. Eine von fünf Diagnosen ist falsch oder unvollständig. Allein in den USA gibt es fast 1,5 Millionen Medikationsfehler pro Jahr. Laut Schätzungen des deutschen Bundesinstituts für Arzneimittel und Medizinprodukte sind Wechsel-und Nebenwirkungen von Medikamenten für bis zu 300.000 Krankenhausaufnahmen im Jahr und Tausende von Todesfällen verantwortlich.

Dass die Zahl so hoch ist, liegt laut Patientenanwalt Gerald Bachinger daran, dass für häufig verabreichte Präparate ein hohes Risiko zu Wechselwirkungen besteht. Wie kann man im Gesundheitswesen angesichts der wachsenden Komplexität von medizinischen Entscheidungen diese Probleme lösen?

Informationen, die Ärzte für bessere Entscheidungen benötigen, sind vielfach bereits verfügbar. Medizinische Fachzeitschriften veröffentlichen jeden Tag neue Behandlungsmethoden und Forschungsergebnisse. Auch die Krankengeschichte von Patienten liefert Hinweise. Große Mengen von elektronischen Krankenakten bieten eine Fülle von Wissen. Man könnte also glauben, dass sich in diesen Informationen alle Erkenntnisse finden lassen, die notwendig sind, um Fehldiagnosen oder Behandlungsfehler zu vermeiden.

"Stimmt nicht", sagt der Onkologe am SMZ Ost Wien, Robert Hawliczek: "Medizin ist keine exakte Wissenschaft und der Mensch keine exakte Maschine." Allerdings räumt Hawliczek ein, dass etwa in der personalisierten Medizin zur Auswertung von genetischen Profilen oder für Datenanalysen ein Computer durchaus hilfreich ist.

Ein elektronischer Dr. Watson der Krebsforschung

Mittlerweile ist es den Wissenschaftern gelungen, eine Maschine zu entwickeln, die lernfähig ist und sinnvoll mit natürlicher Sprache umgeht. Sie kann logisch schlussfolgern, also Hypothesen generieren und diese evaluieren und wird mit jeder Interaktion "intelligenter".

Drei Jahre nach seinem Sieg über den menschlichen Grips hat Watson, ein ursprünglich für Spiele entwickelter Computer, eine neue Aufgabe gefunden: Er unterstützt Wissenschafter in der Krebsforschung. "Eine solche Technologie ist sinnvoll, weil die Krebsbehandlung immer komplexer wird und Krebs immer noch eine der häufigsten Todesursachen in westlichen Ländern ist. 85 Prozent der Krebspatienten werden nicht in spezialisierten Kliniken behandelt, und es kann Jahre dauern, bis die neuesten Erkenntnisse überall umgesetzt werden", erklärt Thomas Braunsteiner, Healthcare Leiter bei IBM Österreich.

Computer, die wie Watson die menschliche Art zu schreiben verstehen, sollen Ärzte bei Diagnose und Behandlung von Patienten unterstützen, indem sie etwa das weltweit verfügbare medizinische Wissen mit den Befunden des Patienten in Kontext setzen und darauf basierende Hypothesen erstellen.

Ziel ist, sie einen entscheidenden Beitrag zur besseren medizinischen Versorgung in einem hochkomplexen Bereich wie der Onkologie leisten zu lassen. Watson nutzt also die Möglichkeiten der natürlichen Sprache, die Erzeugung von Hypothesen und das evidenzbasierte Lernen, um Ärzten bei ihren Entscheidungen zu helfen.

Dr. Watson hat Jahrzehnte an Krebsbehandlung erfasst

Howard l. West, Arzt am Swedish Medical Center in Seattle, sieht bei Watsons Einsatz Probleme: "Jeder Krebsfall ist anders, und klinische Entscheidungen sind Ermessensfragen. Computer werden den Arzt nie ersetzen."

Beim Watson-Entwickler IBM sieht man keinen Widerspruch: "Watson soll Ärzte auch keinesfalls ersetzen, sondern, im Zeitalter von Big Data, mit Assistenzleistungen beim Auffinden der wirklich relevanten Informationen und Evidenzen bestmöglich unterstützen. Dabei werden auch die individuelle Patientensituation und Behandlungswünsche berücksichtigt, z. B. welche Chemotherapie mit welchen Nebenwirkungen dem Patienten in der jeweiligen Situation zumutbar ist", erklärt Thomas Braunsteiner. Watson soll in absehbarer Zeit auch in Österreich zur Diagnoseerstellung eingesetzt werden. Er ist gerade im Begriff, Deutsch zu lernen.

Watson hat inzwischen mehr als 600.000 Studienergebnisse sowie zwei Millionen Textseiten aus 42 medizinischen Zeitschriften und klinische Studien im Bereich der Onkologie-Forschung in sich "hineingefressen" und darüber hinaus 1,5 Millionen Patientenakten gesichtet, die vom Memorial Sloan-Kettering Cancer Center MSKCC zur Verfügung gestellt wurden. Das sind Jahrzehnte an Krebsbehandlung.

So soll die Qualität und Geschwindigkeit der Versorgung von Patienten durch eine individualisierte, evidenzbasierte Medizin gesteigert werden. Wie jeder Arzt ist aber auch Watson von der Qualität der gesammelten Daten abhängig: "Garbage in, garbage out -Müll hinein, Müll heraus."

Renommierte Krebsspezialisten des Memorial Sloan-Kettering Cancer Centers sollen bei der Weiterentwicklung von Watson helfen. Ziel ist es, Onkologen weltweit Informationen zu detaillierten Diagnoseund Behandlungsoptionen zu geben. "Das passt zu unserer Mission, Krebstherapien besser zu identifizieren und für jeden einzelnen Patienten zu personalisieren, egal, wo der Patient behandelt wird", sagt MSKCC-Präsident und CEO Craig Thompson.

Ältere Menschen und wohl auch Kinder werden von ELGA profitieren

Während das Gesundheitswesen in den USA, Großbritannien und Skandinavien zunehmend auf Big Data setzt, ist man hierzulande noch skeptisch - besonders bei ELGA, der elektronischen Gesundheitsakte.

Ein häufig von ELGA-Gegnern ins Treffen geführtes Argument ist der "gläserne Patient". Für Patientenanwalt Gerald Bachinger ist es jedoch vielmehr der "gläserne Arzt", den manche zu befürchten scheinen. Tatsächlich sehen Ärzte durch ELGA amerikanische Zustände herannahen.

Der ELGA-kritische Onkologe Robert Hawliczek fragt: "Ist das Ziel von ELGA, Ärzte zu verfolgen?" Bachinger sieht es anders: "ELGA ist und wird kein Verfolgungstool gegen Ärzte sein, weil der gesetzliche Zweck auf die Behandlungsoptimierung ausgerichtet ist. Dazu kommt, dass wir eine ausgeprägte Kultur der außergerichtlichen Streitbeilegung über die Patientenanwaltschaften haben. Daran wird sich auch in Zukunft nichts ändern."

Bestimmte Fehldiagnosen und Fehlbehandlungen könnten durch ELGA verhindert werden. Etwa, wenn aus Informationsmangel falsche Entscheidungen getroffen werden, also ein bestimmtes Schmerzmedikament gegeben wird, weil nicht bekannt ist, dass der Patient unter einer Allergie oder Unverträglichkeit leidet.

"Sehr viele Behandlungsfehler landen auf meinem Tisch", sagt Bachinger. "Nicht weil Ärzte ungenügend fortgebildet sind, sondern wesentliche und relevante Gesundheitsinformationen nicht sofort bekannt und zugänglich sind."

Onkologe Hawliczek, der die größten Gewinner in der IT-Industrie sieht, ist sich in einem Punkt mit Bachinger einig: Ältere Menschen werden in jedem Fall von ELGA profitieren.

Durch die Auswertung realer Behandlungsdaten wird es möglich sein, die Wirkung von Medikamenten auf über Siebzigjährige zu bestimmen, die aus derzeit existierenden klinischen Studien im Normalfall ausgenommen sind. Und das gilt auch für Kinder.

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