Chinesische Forscher haben in der aktuellen Ausgabe des Magazins Nature Communications ein KI-Modell vorgestellt, dass Ärzten dabei helfen kann, schnell und präzise zwischen COVID-19, Grippe und Lungenentzündung zu unterscheiden.

Seit dem Beginn der COVID-19-Epidemie wurden zahlreiche KI-basierte Systeme entwickelt und zur Erkennung und Diagnose an vorderster Front eingesetzt, z. B. für die Analyse von Brust-Röntgenbildern und CT-Scans. Wenn nun jedoch die Grippesaison näher rückt und COVID-19 und die Grippe gemeinsam ausbrechen, würde die Arbeitsbelastung bei der CT-Diagnose in die Höhe schnellen. Für Ärzte wäre es dann eine Herausforderung, zwischen beiden Atemwegserkrankungen zu unterscheiden.

Ein neues KI-Modell könnte die richtige Antwort darauf liefern. Forscher der Tsinghua-Universität und des Union Hospitals in Wuhan, das der Huazhong-Universität für Wissenschaft und Technologie angegliedert ist, haben ein KI-System entwickelt und dabei einen großen Datensatz mit mehr als 11.000 CT-Aufnahmen von Lungen mit COVID-19, Influenza, nicht-viraler Lungenentzündung und Fällen ausgewertet, bei denen es sich nicht um Lungenentzündung handelt.

Dem Papier zufolge wurden die CT-Aufnahmen hauptsächlich in den Monaten Februar bis März in drei Krankenhäusern in Wuhan gesammelt, dem ehemaligen Epizentrum der COVID-19-Pandemie in China.

Das KI-Modell, das auch als tief gefaltetes, auf neuronalen Netzwerken basierendes System bezeichnet wird, hat Diagnosen von Experten in Algorithmen umgewandelt. Testergebnisse zeigen, dass das System mit hoher Genauigkeit zwischen vier Atemwegserkrankungen unterscheiden kann, darunter COVID-19 und Grippe, und auch Lungenentzündungen ausschließen kann.

In weiteren Studien verglich das Forschungsteam die diagnostische Leistung des CT-basierten KI-Systems mit der von fünf Radiologen.Die Ergebnisse zeigten, dass das System zuverlässiger war als seine menschlichen Pendants.

Das KI-Modell soll Ärzten die Arbeit erleichtern. Die Studie zeigt, dass die durchschnittliche Auswertung eines Röntgenbildes durch einen Radiologen sechseinhalb Minuten beträgt, ein KI-System benötigt dafür nur 2,73 Sekunden.

Dem Artikel zufolge war das KI-System bei der Unterscheidung einer Lungenentzündung von anderen Erkrankungen nur geringfügig schlechter als Radiologen.

Ein CT-Screening der Lunge, um COVID-19 von anderen Formen der Lungenentzündung zu unterscheiden, sei schwierig, da viele Formen dieser Krankheit sehr ähnlich sind, vor allem in frühen Stadien. Daher sei es notwendig gewesen, einen spezifischen Algorithmus für COVID-19 zu entwickeln, sagte der Co-Autor Feng Jianjiang von der Tsinghua-Universität, der ein Experte für die Erkennung von Fingerabdrücken und Computererkennung ist.

Obwohl Zweifel an der Verwendung von CT-Scans zur Erkennung von COVID-19 bestehen bleiben, ist Feng der Ansicht, dass die Scans eine wichtige Rolle bei der Beurteilung des Schweregrads und beim Management der Patienten spielen. Ähnliche Anwendungen des KI-Systems wurden bereits von Ärzten in Krankenhäusern in Wuhan verwendet.

Der KI-Diagnose-Algorithmus hat auch den Vorteil, dass er immer wieder verwendet werden kann und leicht in größerem Maßstab eingesetzt werden kann. Das zeigt sein Potenzial, die Ausbreitung von COVID-19 unter Kontrolle zu bekommen, sagte Feng.