Computer in der Medizin Dr. Computer hält Sprechstunde

Aus der Science Fiction in die Gegenwart: Supercomputer sollen in Zukunft medizinische Diagnosen stellen - wie der Tricorder auf dem Raumschiff Enterprise. Doch wollen Patienten und Ärzte den neuen Kollegen überhaupt? Noch ist unklar, ob ein medizinischer Rechner Hilfe oder Bedrohung ist.

Von Christoph Behrens

Der Tricorder ist ein nützliches Ding. 200 Sensoren hat dieses Gerät, das an einen altertümlichen Gameboy erinnert. Vom Puls bis zum Blutbild überprüft er alle Lebenszeichen, man muss ihn nur wie einen Kassenscanner auf den Patienten richten.

Die Film-Ärzte aus den Star-Trek-Folgen lieben den Tricorder; leider spielt die Science-Fiction-Serie erst im 23. Jahrhundert. Eine amerikanische Stiftung findet das Gerät aber so faszinierend, dass sie nicht 200 Jahre darauf warten will. Sie möchte von 2012 an demjenigen zehn Millionen Dollar geben, der ein mobiles Gerät entwickelt, das eine Diagnose so gut stellen kann wie ein Team von Ärzten.

"Tricorder X Prize" soll der Wettkampf heißen. Wer die Aufgabe für unlösbar hält, irrt womöglich. Ein ähnlicher Zehn-Millionen-Preis der "X Prize Foundation" für den ersten privaten Flug ins All ist 2004 vergeben worden.

In der Medizin erhofft sich die Stiftung nun einen ähnlichen Erfolg. Um zu sehen, wie weit die Forschung davon weg ist, muss man nicht in die Zukunft schauen, sondern ins US-Fernsehprogramm von vor einem halben Jahr. Im Februar besiegte der IBM-Supercomputer "Watson" die besten menschlichen Spieler im Fernsehquiz Jeopardy.

Bei dieser Show erhalten die Spieler die Antworten und suchen dazu die passenden Fragen. Gegen Watson hatten sie keine Chance. "Ich grüße unseren neuen Computer-Herrscher", schrieb der unterlegene Zweite, Ken Jennings, ins Antwortfeld der letzten Frage. Doch während er immerhin 300.000 Dollar einstreichen konnte, war die Spielshow für IBM vor allem eins: nur ein Spiel.

Watson lernt, Diagnosen zu stellen

Tatsächlich zielt der Konzern mit dem Supercomputer auf ganz andere Bereiche ab, der Gesundheitsmarkt ist einer der wichtigsten. Gerade läuft ein gigantisches Experiment. Was passiert, wenn man einem Computer, der 80 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde bewältigt, das Zuhören, das Sprechen und das gesamte medizinische Wissen der Welt beibringt?

"Watson fängt gerade an der Columbia Medical School sein Medizinstudium an", sagt Sebastian Welter, Analytiker im deutschen Watson-Team. "Er lernt, was es heißt, Mediziner zu sein und Diagnosen zu stellen." Ganz recht, er lernt. Denn was Watson so besonders macht, ist seine Fähigkeit zu assoziieren, Informationen zu atomisieren und neu zusammenzusetzen. Es ist ein fast menschliches Talent, aber Verständnis im menschlichen Sinne ist das nicht.

"Es ist unsere beste Annäherung, eine Simulation des Verstehens", sagt Welter. Der Informatiker stellt sich vor, dass der Arzt den Patienten besucht und mit ihm über seine Beschwerden spricht. In der Kitteltasche trägt er ein kleines Gerät, vielleicht ein iPhone, das mit dem Superrechner Watson über das Internet verbunden ist. Der Computer hört mit.

Zusätzlich übermittelt der Arzt die Krankenakte als Text, Watson soll damit in der Lage sein, eine eigene Diagnose zu stellen. In einer Demonstration deutete der Rechner kürzlich ein Augenleiden korrekt als eine durch Zecken übertragene Borreliose. "Automatisierte Zweitmeinung" nennt Welter das.

Wenn Dr. Watson bald Sprechstunde hält, ändert sich auch das Verhältnis zwischen Arzt und Patient. Nick van Terheyden spricht von Watson bereits als dritter Person am Krankenbett. Er ist einer der führenden Köpfe von Nuance Communications. Etwa die Hälfte aller Ärzte in den USA nutzt die Spracherkennung dieser Firma. Van Terheyden bringt Watson gerade bei, Patienten und Ärzten zuzuhören.

"Die Menge an klinischem Wissen wächst so rasant, kein Arzt kann das noch bewältigen und jede Studie lesen", sagt van Terheyden. Eine Maschine könne das hingegen schon. Für ihn ähnelt der zukünftige Arzt einem Piloten. Auch das Cockpit sei voller Technik, aber ohne Pilot fliegt das Flugzeug trotzdem nicht. "Wir möchten den Arzt nicht ersetzen, sondern ihm einen Kollegen zur Seite stellen."

Es ist eine unheimliche Vorstellung, zum Arzt zu gehen und irgendwo auf der Welt hört eine Maschine mit und fällt ihr Urteil. Krebs im fortgeschrittenen Stadium beispielsweise. Möchte man das von einer Computerstimme hören? "Ich würde nicht wollen, dass der Computer mir das mitteilt", sagt Welter. "Aber wenn ich mit einer komplexen Krankheit zum Arzt gehe, würde ich schon wollen, dass Watson zuhört. Weil mein Arzt zwar Erfahrung besitzt, aber nicht alle medizinischen Fakten, die je publiziert worden sind, in sich reingeladen hat."

Wie effektiv der Supercomputer Diagnosen fällen kann, muss sich zeigen. Aus einer wilden Mischung von Sprache, Text und womöglich CT- und Röntgenaufnahmen soll er sein Urteil destillieren. Ein weiteres Problem besteht darin, dass eine Krankheit bei zwei Menschen nie identisch verläuft und Watson auch die unterschiedlichen Ausprägungen erkennen müsste, um gut zu sein.

Zwar rechnet IBM nicht damit, Watson in den nächsten drei Jahren in Deutschland einzusetzen. Doch an den US-Unikliniken Columbia und Maryland erproben Ärzte schon den neuen Helfer. Innerhalb der nächsten zwei Jahre wollen sie mit Nuance ein fertiges Produkt für Krankenhäuser entwickeln.

Aber wollen Ärzte den neuen Kollegen überhaupt? "Medizin ist etwas anderes als eine Quizshow", sagt Norbert Butz, Leiter des Dezernats Telematik der Bundesärztekammer. In Deutschland blieben Patienten ihren Hausärzten sehr lange treu, das Vertrauensverhältnis wachse oft über Jahrzehnte. "Und plötzlich gehen intimste Details nach draußen, irgendwohin", sagt Butz.

Problem Datenschutz

Der Volkswirt ist skeptisch, ob sich Mediziner und Patienten darauf einlassen. Er befürchtet, der Computer könne die Distanz zum Arzt vergrößern. "Woher soll ich wissen, ob die Maschine die beste Behandlung für mich wählt, nach welchen Kriterien sie Empfehlungen ausspricht?"

Viele Ärzte sehen das ähnlich. Die Ärztekammer hat 2010 über das Allensbach-Institut Mediziner gefragt, wie sie zur Weitergabe und Speicherung von Patienteninformationen stehen. Drei Viertel der Ärzte tauschten sich mit Kollegen am liebsten per Telefon aus. Zwei Drittel versandten Krankenakten per Post, nur 14 Prozent schickten E-Mails.

Jeder zweite Arzt in Deutschland denkt, unter der elektronischen Weitergabe und Speicherung von Daten leide das Verhältnis zum Patienten. Genauso viele halten den Datenschutz für nicht gewährleistet. Besonders die Speicherung diskutieren Ärzte kontrovers, seit Jahren streiten sie erbittert um die elektronische Gesundheitskarte.

"Wenn 30 Millionen Patientendaten aggregiert auf einem Server liegen, wäre die Versuchung enorm, sie zu entwenden", sagt Butz. Wer auf den Datenberg Zugriff erhält, was etwa Krankenkassen damit anstellen könnten und dürften, ist weitgehend unklar. Die Algorithmen hinter Watson benutzen andere Versicherer schon heute, um etwa Betrüger zu entdecken. Militärs erstellen damit in Afghanistan "Strategiebilder" über abgehörte Telefongespräche.

Hilfe bei seltenen Krankheiten

Gelingt es Dr. Watson, Daten wie geplant zu 100 Prozent von einer Person zu trennen? Dann haben Datenschützer insgesamt wenig Bedenken. Denn ohne Daten geht es nicht, sie sind Watsons Nahrung. Darin erkennt er die Analogien, die seine Diagnosen erst möglich machen. "Eine zentrale Speicherung aber steht und fällt mit dem Vertrauen der Patienten", sagt Butz. Bis dahin sei es ein weiter Weg.

Das weiß auch IBM. Bevor Watson daher dem Patienten zuhört, könnte er erst als Expertensystem zum Zug kommen. Der Arzt tippt Symptome ein, und Watson spuckt Diagnosen aus, ganz ohne persönliche Infos.

Computerforscher Stefan Wrobel von der Fraunhofer-Gesellschaft sieht die Medizin als Zukunftsgebiet für künstliche Intelligenz. Siemens etwa entwickelt eine Software, die auf Computertomographien Schäden an Organen automatisch erkennen kann. Der Computer soll verstehen, was auf einem Bild zu sehen ist, Milz, Niere oder Leber. Ein italienischer Alzheimer-Forscher arbeitet an einem System, das Millionen von Gehirnaufnahmen automatisch auf bestimmte typische Muster untersucht.

"Es geht besonders um die seltenen Krankheiten, um die fünf Prozent der Fälle, die ein Mediziner heute nicht mehr kennen kann", sagt Wrobel. Gerade bei Spezialfällen könne ein Computer oft Bezüge erkennen und seine Vorteile ausspielen.