Pneumothorax-Diagnose durch Künstliche Intelligenz?
Wird ein Pneumothorax schnell erkannt, lässt sich gut abschätzen, ob und welche Behandlung notwendig ist. Ein Forschungsteam ist der Frage nachgegangen, wie Künstliche Intelligenz (KI) die Diagnose unterstützen kann.
Es gibt mehrere Modelle Künstlicher Intelligenz, welche die Diagnose eines Pneumothorax beschleunigen können. Einige dieser Modelle wurden von der US-amerikanischen Zulassungsbehörde für Arzneimittel und Medizinprodukte (Food and Drug Administration, kurz FDA) geprüft und freigegeben. Sie sollen bei der Priorisierung von Befunden helfen, damit Notfälle schneller behandelt werden können: Die KI erkennt, ob ein Pneumothorax vorliegt. Röntgenbilder mit einem entsprechenden Befund können dann schneller an radiologisches Fachpersonal weitergeleitet werden. Dieses überprüft die Diagnose, analysiert das Ausmaß des Pneumothorax und veranlasst die notwendige Behandlung.
Ein Wissenschaftsteam hat nun eine KI überprüft, die zwischen einem Pneumothorax und einem Spannungspneumothorax unterscheiden kann. Es ist die bislang einzige von der FDA geprüfte Künstliche Intelligenz, die diese Differenzierung treffen kann.
KI erkennt Pneumothorax und Spannungspneumothorax zuverlässig
Dazu wurden Röntgenbilder von 985 Personen analysiert. 435 Röntgenbilder zeigten einen Pneumothorax, 128 davon einen Spannungspneumothorax. Die KI erkannte den Befund zuverlässig – unabhängig von verschiedenen technischen Voraussetzungen bei der Erstellung des Röntgenbildes, Positionierung, Alter und Geschlecht der Betroffenen. Sie erkannte einen Pneumothorax in mehr als 80 Prozent der Fälle. Lag ein Spannungspneumothorax vor oder war der luftgefüllte Bereich größer als zwei Zentimeter, erkannte die KI dies noch zuverlässiger.
Bei Personen, bei denen bestimmte weitere Diagnosen (Nebenbefunde) vorlagen, schnitt die KI dagegen mit einer Trefferrate unter 80 Prozent schlechter ab. Zu diesen Nebenbefunden zählten Luftansammlungen zwischen den beiden Lungenflügeln (Pneumomediastinum), Luftansammlungen unter der Haut (subkutanes Emphysem), und Fälle, bei denen ein Schlauch zur Flüssigkeitsableitung in den Zwischenrippenraum gelegt wurde (Interkostaldrainage). Hier diagnostizierte die KI in einigen Fällen einen Pneumothorax, obwohl keiner vorlag.
Die Forschenden führten dies darauf zurück, dass diese Befunde sehr häufig in Verbindung mit einem Pneumothorax vorkommen. Insgesamt kommen sie jedoch zu dem Ergebnis, dass die Künstliche Intelligenz zuverlässig arbeitet und die Behandlung von Menschen mit Pneumothorax künftig verbessern könnte.
Die Studie wurde von einem KI-Anbieter finanziert.
Quelle:
- Hillis, J.M. et al.: Evaluation of an Artificial Intelligence Model for Detection of Pneumothorax and Tension Pneumothorax in Chest Radiographs. In: JAMA Network Open 2022, 5 (12), doi: 10.1001/jamanetworkopen.2022.47172
