Parkinson erkennen: Künstliche Intelligenz ermöglicht eine frühe Diagnose
Anhand einer einfachen Augenuntersuchung in Kombination mit einer leistungsstarken Technologie für maschinelles Lernen mit medizinischer künstlicher Intelligenz (KI) könnte man frühzeitig Parkinson erkennen. Dies geht aus Untersuchungen hervor, die auf der Jahrestagung der Radiological Society of North America (RSNA) vorgestellt wurden. Die Parkinson-Krankheit ist eine fortschreitende Störung des Zentralnervensystems, von der weltweit Millionen von Menschen betroffen sind. Die Diagnose basiert in der Regel auf Symptome wie Zittern, Muskelsteifheit und Gleichgewichtsstörungen. Dieser Ansatz weist jedoch erhebliche Einschränkungen auf.
Neue Technologie kann Parkinson erkennen
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Das Problem bei herkömmlichen Methoden besteht also darin, dass Patienten normalerweise erst nach längerem Fortschreiten Symptome von Parkinson mit einer signifikanten Verletzung der Dopamin-Gehirnneuronen entwickeln. Dies bedeutet, dass die Medizin Patienten spät im Krankheitsverlauf diagnostiziert. Das Fortschreiten der Krankheit ist durch den Zerfall von Nervenzellen gekennzeichnet. Dieser verdünnt die Wände der Netzhaut, die Gewebeschicht, die die Rückseite des Augapfels auskleidet. Die Krankheit betrifft also auch die mikroskopisch kleinen Blutgefäße oder Mikrogefäße der Netzhaut.
Diese Erkenntnisse bieten jedoch die Möglichkeit, die Kraft der KI zu nutzen. So können Bilder der Augen auf Anzeichen der Parkinson-Krankheit untersucht werden. Die Forscher setzten so eine Art KI ein, die als Support Vector Machine (SVM) bezeichnet wird und seit 1989 existiert. Mithilfe von Bildern des Augenhintergrunds von Patienten mit Parkinson-Krankheit und Kontrollpersonen trainierten sie die SVM, Hinweise und Anzeichen der Erkrankung auf den Bildern zu erkennen.
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Die Ergebnisse zeigten, dass die maschinellen Lernnetzwerke Parkinson erkennen und die Krankheit anhand des Netzhautgefäßsystems klassifizieren können. Dabei sind die Hauptmerkmale kleinere Blutgefäße. Die vorgeschlagenen Methoden stützen ferner die Idee, dass Veränderungen in der Gehirnphysiologie im Auge beobachtet werden können. Das wichtigste Ergebnis dieser Studie war also, dass bei einer Gehirnerkrankung ein Grundbild des Auges diagnostiziert werden konnte. Dies unterscheidet sich von herkömmlichen Ansätzen, bei denen Forscher verschiedene Gehirnbilder betrachten, um ein Problem mit dem Gehirn zu finden. Das Forschungsteam stellte fest, dass diese traditionellen bildgebenden Verfahren mit MRT-, CT- und nuklearmedizinischen Techniken sehr kostspielig sein können. Im Gegensatz dazu verwendet der neue Ansatz grundlegende Fotografie mit Geräten, die üblicherweise in Augenkliniken erhältlich sind. Somit ist ein Bild leicht erhältlich. Solche Netzhautbilder können sogar von einem Smartphone mit einem speziellen Objektiv aufgenommen werden.
Medizinische Perspektiven
Es besteht also die Hoffnung, dass die Medizin in Zukunft mehr Fälle von Parkinson früher erkennen könnte. Darüber hinaus kann dies helfen, die Krankheit besser zu verstehen und eine Heilung sowie einen Weg zu finden, das Fortschreiten zu verlangsamen. “Es ist nur ein einfaches Bild des Auges, das sich in weniger als einer Minute machen lässt”, so die Autoren der Studie. Der Ansatz könnte auch Anwendungen bei der Identifizierung anderer Krankheiten haben. Dies gilt also vor allem dann, wenn die Struktur des Gehirns beeinflusst wird, wie bei Alzheimer-Krankheit und Multiple Sklerose.
