Der stille Boom der Telemedizin: KI hört auf Ihr Atmen

Husten, Atmen und Sprechen sind Geräusche, die Gesundheitsinformationen übermitteln, die neben Ärzten nun auch von neuer Technologie erfasst werden, die bioakustische Daten mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) sammelt. Die gewonnenen Daten dienen als Anstoß für einen neuen Ansatz zur Diagnose und Behandlung von Krankheiten wie Tuberkulose oder chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und anderen Krankheiten, alles remote durchgeführt. Google führt bei der Erfassung bioakustischer Daten, wobei Ingenieure das Potenzial von Geräuschen als Symptom von Krankheiten erkennen und KI nutzen, um solche Daten zu sammeln und diagnostische sowie therapeutische Methoden zu innovieren.

Geräuschdaten jagen

Zu Beginn des Jahres stellte das Unternehmen Health Acoustic Representations (HeAR) vor, ein bioakustisches Modell, das Forschern helfen soll, Modelle zu entwickeln, die menschliche Geräusche hören und auf frühe Anzeichen von Krankheiten aufmerksam machen können. Es hilft, Muster in Geräuschen zu erkennen, die mit der Gesundheit in Zusammenhang stehen, und ermöglicht die medizinische Audioanalyse. Das Forschungsteam von Google verwendete HeAR auf dreihundert Millionen Audio-Datenpunkten, die aus einem vielfältigen und anonymen Datensatz ausgewählt wurden, insbesondere dem Hustenmodell, das etwa einhundert Millionen Husten-Geräusche nutzte. Die Forscher fanden heraus, dass HeAR in einer Vielzahl von Aufgaben andere Modelle übertraf und eine signifikante Fähigkeit zeigte, bedeutungsvolle Muster in gesundheitsbezogenen akustischen Daten zu erfassen. Ähnlich erzielten mit ihm trainierte Modelle hervorragende Leistungen mit weniger Trainingsdaten, was ein entscheidender Faktor für die Gesundheitsforschung ist, die oft an Daten mangelt. HeAR steht nun Forschern zur Verfügung, um die Entwicklung maßgeschneiderter bioakustischer Modelle mit weniger Daten, Anpassungen und Berechnungen zu beschleunigen.

– Unser Ziel ist es, weitere Forschungen zu Modellen für spezifische Bedingungen und Populationen zu ermöglichen, selbst wenn die Daten knapp sind oder finanzielle oder rechnerische Barrieren bestehen – erklärte Googles Ingenieurdirektor Shravya Shetty.

Fokus auf Tuberkulose

Dieser Technologieriese hat eine Zusammenarbeit mit dem indischen Unternehmen für Atemwegsgesundheit Salcit Technologies etabliert, das Swaasa erfunden hat, ein Produkt, das KI nutzt, um Husten-Geräusche zu analysieren und die Lungengesundheit zu bewerten, und nun erkundet, wie HeAR die Fähigkeiten seiner bioakustischen KI-Modelle erweitern kann. Swaasa nutzt HeAR, um bei der Erforschung der frühen Erkennung von Tuberkulose basierend auf Husten-Geräuschen zu helfen. Tuberkulose ist eine ansteckende und heilbare Krankheit, aber Millionen von Fällen bleiben unentdeckt, da viele Patienten nur eingeschränkten Zugang zur Gesundheitsversorgung haben. Vereinfachte Diagnosen und der Zugang zur Gesundheitsversorgung sind entscheidend für ihre Ausrottung, und künstliche Intelligenz kann eine wichtige Rolle bei der einfacheren Erkennung spielen und dazu beitragen, die Behandlung für Patienten weltweit zugänglicher zu machen. Swaasa verwendet maschinelles Lernen, um bei der frühen Erkennung von Krankheiten zu helfen, sodass die Atemgesundheit einer Person unabhängig von Standort oder medizinischer Ausrüstung bewertet werden kann. Salcit Technologies sieht die Nutzung von HeAR als Gelegenheit, das Screening auf Tuberkulose in ganz Indien auszubauen und verbessert seine Forschung.

– Akustische Biomarker bieten großes Potenzial. Ich bin sehr dankbar für die Rolle, die HeAR auf diesem Weg spielen kann – sagte der Produktleiter bei Google Research, der an HeAR arbeitet, Sujay Kakarmath.

Einbindung der UN

Google unterstützt die Anwendung dieses Werkzeugs durch die StopTB-Partnerschaft, eine Organisation der Vereinten Nationen (UN), die Tuberkulose-Experten zusammenbringt, um die Krankheit bis 2030 auszurotten.

– HeAR ist ein bedeutender Schritt nach vorne in der Erforschung der Klanggesundheit. Lösungen wie diese werden die Klanganalyse mithilfe von künstlicher Intelligenz für neue Schritte in der Tuberkuloseerkennung ermöglichen, da es ein Werkzeug ist, das für Bedürftige zugänglich ist. Wir hoffen, dass unsere Forschung die Entwicklung zukünftiger diagnostischer Werkzeuge und Lösungen zur Überwachung von Tuberkulose, Brustkrankheiten, Lungenerkrankungen und anderen verbessern wird und dazu beiträgt, die Gesundheitsergebnisse in Gemeinschaften weltweit zu verbessern – erklärte der digitale Gesundheitsexperte der StopTB-Partnerschaft, Zhi Zhen Qin.

Google Health stellte kürzlich neue Werkzeuge bei The Check Up 2024 vor, die die Veränderungen demonstrieren, die durch die Anwendung generativer künstlicher Intelligenz im Gesundheitswesen gebracht wurden. Diese Werkzeuge werden die personalisierte Betreuung, Diagnosen, die Verfügbarkeit von Informationen verbessern und Einzelpersonen ermächtigen, die Kontrolle über ihre Gesundheit zu übernehmen.

Neben Google revolutionieren viele Startups das Gesundheitswesen und die medizinische Forschung mithilfe von künstlicher Intelligenz.

Erfinderische Startups

Einige von ihnen sind Teil des Programms ‚Google for Startups Growth Academy: AI for Health‘. Google unterstützt Startups, die im Gesundheitswesen innovativ sind, mit Wissen und Technologie, um ihr Potenzial zu nutzen. Dazu gehören 24 Startups aus Europa, Afrika und dem Nahen Osten. Eines davon ist das französische Unternehmen Callyope, das Lösungen für die Fernüberwachung von Patienten auf der Grundlage von Sprache entwickelt und hilft, die Wirksamkeit von Behandlungen zu bewerten und Rückfälle schwerer psychischer Erkrankungen wie Depressionen, bipolare Störungen und Schizophrenie zu erkennen. Patienten machen einen einminütigen Stimmtest auf einem Smartphone, nach dem die KI-Technologie von Callyope diese analysiert und psychiatrische klinische Ergebnisse vorhersagt. Dies verkürzt die Zeit, die benötigt wird, um die geeignete Behandlungsmethode zu finden und anzupassen, und verhindert Rückfälle, um eine Wiederhospitalisierung zu vermeiden. FiveLives, ebenfalls aus Frankreich, ist eine digitale Plattform für die Gehirngesundheit von Personen über fünfzig, die es ihnen ermöglicht, die Kontrolle über ihre kognitive Gesundheit durch eine Kombination aus klinisch validierten Bewertungen der Gehirngesundheit und einem ansprechenden Trainingsprogramm zu übernehmen. Ein weiteres französisches Startup, Rofim, spezialisiert sich auf die Entwicklung von Telemedizin-Software, um Patienten mit Gesundheitsdienstleistern zu verbinden, was Diagnosen ermöglicht und den Zugang zur Versorgung verbessert.

Googles Favoriten

Das in Großbritannien ansässige Startup Aide bietet einen digitalen Service, der Ärzten und Patienten hilft, chronische Krankheiten, insbesondere Begleiterkrankungen, besser zu verstehen und zu managen. Ein weiteres britisches Startup, Juniver, bietet On-Demand-Hilfe bei Essstörungen und bietet KI-gesteuerte Interventionen, personalisierte Werkzeuge, Peer-Support und Telemedizin an.

In Großbritannien sind auch die Startups Research Grid und C the Signs tätig. Letzteres entwickelt Automatisierungstechnologie für schnellere und erfolgreichere klinische Studien, indem es intelligente Software entwirft, die Backoffice-Administratoren automatisiert, während die C the Signs KI-Plattform das Krebsrisiko im frühesten, behandelbaren Stadium erkennt. Eine zertifizierte medizinische Anwendung für Physiotherapie und evidenzbasierte Schulungen mit hyper-personalisierten Behandlungsplänen gehört dem deutschen Startup Exakt Health, und im selben Land entwickelt Noah Labs sprachbasierte maschinelles Lernen-Software zur frühen Erkennung von dekompensierter Herzinsuffizienz.

Nui, ein weiteres deutsches Startup, bietet Angehörigen von Familien Unterstützung in Form eines intelligenten Chatbots, der Anleitung für dringende Fragen bietet. Das portugiesische Startup Biorce entwickelt Lösungen zur Verbesserung klinischer Studien und hat einen KI-gestützten klinischen Assistenten namens Jarvis entworfen. Das niederländische Startup Clear.bio konzentriert sich auf die Behandlung von Typ-2-Diabetes durch Ernährung und bietet die beste digitale Therapie auf der Grundlage von Echtzeit-Glucometrie, während Ephion Health aus Spanien digitale Biomarker zur genauen Überwachung von Krankheiten und zur Therapieeinschätzung entwickelt, indem Daten von tragbaren Geräten, klinischen Berichten und künstlicher Intelligenz für eine detaillierte Patientenbewertung verwendet werden. Sycai Medical, ebenfalls ein spanisches Unternehmen, entwickelt Software für medizinische Geräte zur nicht-invasiven Tumorprävention im Bauchraum.

In Googles Growth Academy sind auch zwei polnische Startups vertreten: HearMe unterstützt die psychische Gesundheit von Mitarbeitern, indem es ihnen anonyme und sichere Gespräche mit Experten auf diesem Gebiet ermöglicht, während Mindgram eine Plattform ist, die ganzheitliche Lösungen bietet, die 24 Stunden psychologische Unterstützung für Mitarbeiter und deren Familien anbieten und deren Selbstentwicklung unterstützen. Powerful Medical ist ein slowakisches Startup, das die kardiovaskuläre Diagnostik mit einer KI-gesteuerten Plattform revolutioniert, die es Gesundheitsdienstleistern in der gesamten Europäischen Union und darüber hinaus ermöglicht, 39 kardiovaskuläre Erkrankungen zu diagnostizieren und zu überwachen. Mehrere Startups nutzen ebenfalls künstliche Intelligenz, um medizinische Dienstleistungen im Nahen Osten und in Afrika zu verbessern. Beispielsweise kombiniert AmplifAI aus Saudi-Arabien KI-gesteuerte Thermografie und Computer Vision, um standardisierte und objektive Bewertungen von diabetischen Fußgeschwüren zu erstellen.

Krankheitsmanagement

Zwei Startups sind in Ägypten tätig: Die digitale Lösung von Motherbeing widmet sich der sexuellen und reproduktiven Gesundheit arabischer Frauen und verbindet Nutzer mit Ärzten durch personalisierte Gesundheitsbildung und einen KI-gesteuerten Gesundheitsassistenten. Das andere Startup, O7 Therapy, bietet sofortige und anonyme Unterstützung in Form von verschlüsselten Chats, Audio- und Videositzungen mit führenden Experten für psychische Gesundheit. Zwei Startups aus Kenia innovieren ebenfalls im Gesundheitssektor: Thalia Psychotherapy konzentriert sich auf die Integration von psychischen Gesundheitsdiensten in die primären Gesundheitssysteme, während TibuHealth erschwingliche ambulante Dienste in sogenannten Minutenkliniken in Apotheken in dicht besiedelten Gebieten anbietet. Das nigerianische Startup Healthtrack dezentralisiert den Zugang zur Gesundheitsversorgung in Afrika durch Fernmedizinische Diagnosen, die es Nutzern ermöglichen, Heimlabortests durchzuführen, Ergebnisse zu erhalten und medizinische Konsultationen in Anspruch zu nehmen, während die digitale Gesundheitsplattform Zoie Health aus Südafrika sich auf die Bereitstellung erschwinglicher Gesundheitsversorgung für unterversorgte Bevölkerungsgruppen konzentriert. Das Mentoring-Programm für diese Startups dauert drei Monate in Googles Growth Academy, nach denen sie Unterstützung durch Googles Produkte und Mentoring erhalten, um Herausforderungen bei der weiteren Entwicklung dieser Innovationen zu bewältigen.