KI-Katarakt

Der Graue Star – auch Katarakt genannt – befällt früher oder später fast jeden Menschen über 60 Jahren. Durch eine schleichend fortschreitende Linsentrübung lässt die Sehkraft immer weiter nach. Die einzige Methode zur Behandlung des Grauen Stars ist die Entfernung der getrübten Linse und das Einsetzen einer klaren Kunstlinse. Obwohl die Entwicklung modernster Operationstechniken das Komplikationsprofil der Katarakt-Chirurgie sukzessive reduzieren konnte, kann es nach einer Graue-Star-Operation weiterhin zu postoperativen Beschwerden kommen, die das Sehvermögen der Patienten stark beeinträchtigen oder gefährden können. Eine verlässliche Vorhersage, bei welchen Patienten nach einem operativen Eingriff Komplikationen auftreten könnten, ist derzeit nicht möglich. Die Kataraktchirurgie ist mit ungefähr 800.000 Eingriffen pro Jahr eine der häufigsten Operationen überhaupt in Deutschland. Mit etwa 5.000 Kataraktoperationen ist die Augenklinik Sulzbach die größte Spezialambulanz für den Grauen Star im Südwesten Deutschlands. Daraus resultiert ein außerordentlicher Datenschatz (retrospektiv: ca. 50.000 Patienten/10 Jahre), in dem die ursächlichen Faktoren für postoperative Komplikationen verborgen sind. Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) lassen sich Muster, Trends und Zusammenhänge aus den vorhandenen Datenbeständen systematisch identifizieren. Die Extraktion von diagnose-/prognoserelevanten Merkmalen durch KI aus medizinischen Rohdaten birgt das enorme Potential, bessere Diagnose- und Therapieentscheidungen in der Kataraktchirurgie zu treffen und so zur bestmöglichen Versorgung der Patienten beizutragen.

Das Teilvorhaben der AKS hat zum Ziel, (1) retrospektiv umfangreiche klinische Datenbestände für das Training von KI-Modellen zur Verfügung zu stellen und zu annotieren, (2) die ophthalmologische Expertise für die KI-Entwicklung bereitzustellen und Anwendungsfälle sowie Anforderungen festzulegen, und (3) die Akzeptanz des KI-Modells zu überprüfen.

N4 will einen Prototyp für einen medizinischen Assistenten entwickeln, der auf KI-Technologien basiert. Dabei geht es vor allem um die Vorhersage einer Risikobewertung für eine Operation auf der Grundlage verschiedener Datenquellen. Anhand der standardisierten Katarakt-Operation zur Beseitigung einer Linsentrübung können verschiedene Methoden getestet und auf ihre Anwendbarkeit in medizinischen Assistenzsystemen geprüft werden. Spezielle wissenschaftlich-technische Ziele diese Teilvorhabens: • Erforschung der Akzeptanz KI-gestützter Entscheidungshilfen • Kombination verschiedener Ansätze des Machine learnings in einem Modell • Anwendung von KI Sprachmodell (GPT-3, Luminous) zum Textverständnis von Arztbriefen