Schneller und zuverlässiger: Alzheimer-Diagnose durch Künstliche Intelligenz

  • Radiology

  • von Karl-Heinz Patzer
  • Medizinische Nachrichten
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Neue Erfolgsmeldung zum Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) in der Medizin: Mit Hilfe eines lernfähigen Algorithmus lässt sich per Computeranalyse Alzheimer-Demenz lange vor dem Auftreten von Symptomen erkennen.

Hintergrund

Die Frühsymptome von Alzheimer-Demenz sind meist so schwach ausgeprägt, dass sie auch für erfahrene Neurologen kaum erkennbar sind. Doch nur bei rechtzeitiger Diagnose lässt sich der Verlauf der nach wie vor unheilbaren Erkrankung medikamentös verlangsamen. Wird Alzheimer erst beim Auftreten deutlicher Symptome diagnostiziert, ist es für ein effektives Eingreifen auf Grund des hohen Verlusts an Hirnvolumen meist zu spät. Forscher der University of California in San Francisco haben nun einen neuen Weg zur Frühdiagnose von Alzheimer-Demenz eröffnet. Mit Hilfe künstlicher Intelligenz kann der Verlauf subtiler Stoffwechselveränderungen im Gehirn, die sich per Positronen-Emissions-Tomografie (PET), sichtbar machen lassen, offenbar äußerst zuverlässig nachgewiesen werden.

Studiendesign

Jae Ho Sohn und sein Team fütterten in ihrer Pilotstudie einen lernfähigen Algorithmus mit den PET-Daten der Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). Dabei konnten sie auf mehr als 2100 Bilddaten von 1002 Alzheimer-Patienten in sehr frühen Krankheitsstadien zurückgreifen. Die Aufnahmen verschiedener Hirnregionen mit radioaktiv markierten Zuckermolekülen stammten aus den Jahren 2005 bis 2017. 90 Prozent der PET-Bilder nutzten die Forscher zum Training der Künstlichen Intelligenz (KI), die restlichen 10 Prozent zur Erfolgskontrolle. Für letztere musste die KI schließlich 40 Aufnahmen analysieren, die ihr bis dahin noch nicht vorgelegt worden waren.

Hauptergebnis

Der Algorithmus war nach Angaben der Wissenschaftler in der Lage, jeden Fall zuverlässig zu erkennen, bei dem es später zum Ausbruch der Alzheimer-Krankheit kam. Obwohl PET-Aufnahmen teilweise mehrere Jahre vor dem Auftreten der ersten Symptome und einer endgültigen Diagnose entstanden waren, lag die Trefferquote bei 100 Prozent. Der zeitliche Vorsprung der KI-Diagnose zur tatsächlichen lag bei 75,8 Monaten.

Klinische Bedeutung

Die Pilotstudie legt nahe, dass KI-Systeme die Früherkennung von Alzheimer-Demenz verbessern können, auch wenn diese Ergebnisse noch durch umfangreichere, multizentrische Studien überprüft und ergänzt werden müssen. Die Forscher sind optimistisch, dass lernfähige Algorithmen künftig Radiologen und Neurologen bei der Alzheimer-Früherkennung unterstützen und auch neuen Therapieansätzen eine Bahn brechen können.