Kniearthrose, Koala und KI: präzisere Diagnosen, Chancen in der Früherkennung

Kniearthrose, Koala und KI: wie eine österreichische Software eine genauere und schnellere Diagnose und Früherkennung von Arthrose ermöglicht.

Kniearthrose, Koala und KI: Künstliche Intelligenz ist aus der Medizin nicht mehr wegzudenken und erhält zunehmend auch Einzug in die Orthopädie. Das eröffnet neue Chancen in der Diagnostik und Behandlung von muskuloskelettalen Gelenkerkrankungen (MKS).

Derzeit basieren die Diagnose und Behandlung von Arthrose hauptsächlich auf bildgebenden Verfahren wie Röntgen, CT oder MRT, die von Ärzten manuell ausgewertet werden. Dies erfordert viel Zeit und kann je nach Erfahrung des Arztes zu unterschiedlichen Diagnosen führen.

Hier kommt die KI ins Spiel: Spezialisierte KI-Software kann Bilddaten automatisch analysieren, Muster in den Daten erkennen, exakte Ergebnisse liefern und die Auswertung präzisieren.

Ein spannendes Beispiel ist die KI-gestützte Analyse von Röntgenbildern zur Erkennung von Kniearthrose. KI kann automatisch wichtige Messungen vornehmen, etwa die Ausrichtung der Beinachse, und dabei helfen, den Schweregrad der Arthrose festzustellen.

Die automatisierte Analyse von Röntgenbildern bei Kniearthrose bietet folgende Vorteile:

• KI-gestützte Systeme analysieren Bilddaten schneller als Menschen und liefern dabei zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse.
• Beispielsweise wird die Beinachse bei Kniearthrose genau vermessen, was wichtige Informationen für die Planung von Operationen liefert.
• KI kann auch bei der Planung von Knieprothesen-Operationen helfen, die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit chirurgischer Eingriffe zu verbessern.
• Mit KI können die Erfolgschancen von Behandlungen besser eingeschätzt werden, da die Systeme auf große Mengen an Patientendaten zurückgreifen können. Dadurch lassen sich individuellere Therapiepläne erstellen.
• KI-Technolologie ermöglicht eine genauere und schnellere Diagnose und kann die Notwendigkeit zusätzlicher Untersuchungen reduzieren.
• In einigen Fällen kann KI bereits Probleme in den Gelenken erkennen, bevor diese auf einem Röntgenbild sichtbar sind. So können Maßnahmen zur Schmerzlinderung und Therapie frühzeitig eingeleitet werden.

Quellen:

1. Upgrade – das Magazin für Wissen und Weiterdenken der Universät für Weiterbildung Krems, Ausgabe Februar 2023: KI für Knie und mehr
2. ImageBiopsy Labs‘ Blog, Univ.-Prof. Dr. Stefan Nehrer, Oktober 2023: Sportmedizin: Künstliche Intelligenz (KI) in der Bildgebung des Bewegungsapparates 

Kniearthrose Koala und KI: wie Patienten profitieren 

Was bedeutet das für Arthrose Patientinnen und Patienten? Wird KI in Österreich bei der Diagnose von Kniearthrose bereits eingesetzt? Eröffnen sich Chancen für die Früherkennung von Arthrose? Eine Antwort darauf hat das österreichische Medizintechnikunternehmen ImageBiopsy Lab (IB Lab).

Das 2016 gegründete Wiener Start-up hat sich zu einem führenden Anbieter von intelligenter Bildgebung für muskuloskelettale (MSK) Erkrankungen entwickelt. Dessen digitale KI-Plattform IB Lab ZOO unterstützt Radiologie und Orthopädie dabei, medizinische Bilddaten in diagnostische Befunde umzuwandeln und möglichst rasch Informationen zur Verfügung zu stellen, um eine optimale Therapieentscheidung und Beratung durchführen zu können.

Die einzelnen Module der Software-Plattform tragen Namen wie Panda, Lama, Hippo, Flamingo, Sqirrel, etc. So unterstützt beispielsweise IB Lab HIPPO die objektive und standardisierte Vermessung der wichtigsten Hüftwinkel auf Basis digitaler Röntgenaufnahmen.

Die auf Kniearthrose spezialisierte Software heißt „IB Lab Koala“ und unterstützt die objektive und standardisierte Vermessung von Anzeichen einer Kniearthrose auf Basis digitaler Röntgenaufnahmen. Dazu gehören beispielsweise die Gelenkspalt-Vermessung und die Early-stage Symptomatic Knee Osteoarthritis (EsSKOA) – eine Initiative der OARSI – bzw. die Kellgren & Lawrence Klassifikation.

In Österreich wird „IB Lab KOALA“ u.a. bereits in diesen Spitälern und Einrichtungen eingesetzt: 

• Universitätsklinikum Krems (mit Donau-Universität Krems) in Niederösterreich
• Orthopädische Spital Speising Wien
• Diagnostikum Linz in Oberösterreich

Im Interview mit dem Tirolturlte Blog gibt Dr. Christoph Salzlechner MSc, Clinical Research Manager bei ImageBiopsy Lab einen umfassenden Einblick in die Welt der KI und Orthopädie.

Kommt KI in Österreichs Spitälern zum Einsatz? 

In den letzten Jahren hat sich der Einsatz von KI in der medizinischen Diagnostik in Österreich deutlich erweitert. Immer mehr Krankenhäuser und Praxen setzen auf KI-gestützte Lösungen. Unsere Software für die automatisierte Auswertung von Knie-Röntgenbildern im Hinblick auf Knie-Arthrose ist bereits in einer Vielzahl von Einrichtungen installiert.

Was ist Künstliche Intelligenz?

Künstliche Intelligenz (KI) bezeichnet Computersysteme, die in der Lage sind, komplexe Aufgaben zu bewältigen, wie z. B. das Erkennen von Mustern in Daten und Bildern. Im medizinischen Bereich unterstützt KI ärztliches Fachpersonal, indem sie diagnostische Bilddaten analysiert und präzise, reproduzierbare Ergebnisse liefert.

Die KI wird dazu mit einer großen Zahl an Informationen von Ärztinnen und Ärzten gespeist und steigert somit ihre eigene “künstliche Intelligenz” durch die “natürliche Intelligenz”.

Je mehr Daten und Informationen von den klinischen Anwendern für dieses Training bereitgestellt werden, desto exakter kann die KI eine Diagnose stellen.

Was kann KI in der Orthopädie? 

Mit unserer Kniearthrose Software IB Lab KOALA wird das Fortschreiten der Arthrose durch präzise und automatisierte Messungen von Parametern wie der Gelenkspaltweite und Osteophytenbildung nachvollziehbar gemacht.

Diese exakten Messungen unterstützen nicht nur die Verlaufskontrolle, sondern liefern auch wertvolle Daten für die Planung von Behandlungen und Operationen.

Dies kann Ärzten helfen, die passende Therapiestrategie zu wählen und eine optimierte Planung von Operationen zu ermöglichen, beispielsweise bei der Platzierung von Implantaten.

Wie unterstützt KI die Diagnostik? 

Unsere Software unterstützt Effizienz, Genauigkeit und Standardisierung in der Arthrose-Diagnostik. Der großflächige Einsatz der Technologie trägt gleichzeitig zu ihrer kontinuierlichen Weiterentwicklung bei.

Exakte Messungen durch KI sind nicht nur für die Diagnose wertvoll, sondern auch für die Planung von Behandlungen und Operationen. Neue Behandlungen, OP-Techniken und Implantate können von diesen präzisen Daten profitieren, was die Erfolgsquote von Eingriffen weiter verbessern könnte.

Kann KI die Behandlung von Arthrose Patienten beschleunigen? 

Die zunehmende Auslastung in der Radiologie und die steigende Zahl an Patientinnen und Patienten stellen das Gesundheitssystem vor Herausforderungen.

Durch den Einsatz von KI können Diagnoseprozesse beschleunigt werden, was wiederum zu kürzeren Wartezeiten und geringeren Kosten führt. Automatisierte Messungen, die auf wissenschaftlich geprüften Methoden basieren, gewährleisten dabei eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit.

Wirkt sich die KI auf die Arzt-Patienten-Kommunikation aus?

Ein großer Vorteil von KI-Tools, wie denen von ImageBiopsy Lab, ist die Fähigkeit, komplexe radiologische Daten rasch in leicht verständliche Berichte zu überführen.

Diese Berichte ermöglichen es, den Krankheitsverlauf und den Behandlungserfolg klar und nachvollziehbar darzustellen. Dies verbessert nicht nur das Verständnis der Patientinnen und Patienten für ihre Erkrankung, sondern erleichtert auch die Planung und Anpassung von Behandlungen.

Welche Rolle spielt KI in der Forschung?

KI spielt auch in der medizinischen Forschung eine wichtige Rolle. Durch ihre Fähigkeit, große Mengen an Röntgenbildern schnell und präzise zu analysieren, können Langzeitstudien robuster und exakter durchgeführt werden. Dies führt zu neuen Erkenntnissen über die Wirksamkeit von Therapien und verbessert unser Verständnis der Krankheit.

Die Studie Artificial intelligence-based computer-aided system for knee osteoarthritis assessment increases experienced orthopaedic surgeons‘ agreement rate and accuracy mit IB Lab KOALA hat gezeigt, dass die Anwendung von KOALA die Übereinstimmungsrate der Ärzte mit dem Goldstandard um 23 % steigert.

Der Einsatz von KOALA erhöht sowohl bei erfahrenen als auch bei weniger erfahrenen Ärzten die Übereinstimmung bei der Bewertung von radiologischen Parametern wie der Gelenkspaltweite (JSN) und der Kellgren-Lawrence-Bewertung (KL) signifikant.

Gibt es ein weiteres Beispiel aus der Arthrose Forschung?

An der Medizinischen Fakultät der Universität Utrecht wurde eine Studie über Artificial intelligence in osteoarthritis: repair by knee joint distraction shows association of pain, radiographic and immunological outcomes, durchgeführt. Die IB Lab KOALA Software wurde zur Analyse der radiologischen Veränderungen bei Patienten, die sich einer Kniegelenkdistraktion unterzogen haben, eingesetzt. 

Vorher- und Nachher-Bilder belegen die Veränderungen in der Kellgren-Lawrence-Bewertung sowie die Verbesserung der Gelenkspaltweite über einen Zeitraum von einem Jahr.


Diese exakten und reproduzierbaren Messungen ermöglichen es, die Auswirkungen der Therapie nicht nur auf den Gelenkstatus, sondern auch auf die subjektiv empfundene Schmerzlinderung zu beurteilen.

Bietet KI eine Chance zur Arthrose-Früherkennung?

Tatsächlich ist ein besonders vielversprechender Aspekt der KI ihr Potenzial in der Früherkennung von Arthrose. In naher Zukunft könnte KI subtile Gelenkveränderungen identifizieren, die für das menschliche Auge noch nicht sichtbar sind.

Dies würde eine frühzeitige Diagnose und damit präventive Maßnahmen ermöglichen, bevor die Erkrankung fortschreitet. Idealerweise können invasive Operationen reduziert oder verzögert werden und durch frühe medikamentöse Strategien sowie Umstellung des Lebensstils ersetzt werden.

Kann KI den Weg für eine bessere Arthrose-Versorgung bereiten?

Die Integration von KI in die Arthrose-Diagnostik und -Behandlung in Österreich markiert einen bedeutenden Fortschritt in der medizinischen Versorgung.

Sie ermöglicht präzisere Diagnosen, optimierte Behandlungsstrategien und neue Einsichten in die Forschung. Für Patienten bedeutet dies eine Verbesserung der Lebensqualität durch frühere Erkennung und effektivere Behandlungen.

Während die KI die Arbeit des Gesundheitspersonals unterstützt, bleibt die menschliche Expertise unersetzlich – gemeinsam ebnen sie den Weg für eine bessere Patientenversorgung in Österreich.

Über ImageBiopsy Lab

ImageBiopsy Lab, Wien, ist ein weltweit führendes Medizintechnikunternehmen im Bereich KI-gesteuerter Softwarelösungen für die muskuloskelettale Radiologie/Orthopädie. Die zertifizierte Software unterstützt Radiologen und Orthopäden bei der Diagnose und Überwachung von Knochen- und Gelenkerkrankungen durch automatisierte Bildanalysen. Ziel ist es, die Genauigkeit und Effizienz der Diagnose und Behandlung von muskuloskeletalen Erkrankungen zu verbessern.

Hinweis: Die hier geteilten Informationen sollen zur Stärkung der persönlichen Gesundheitskompetenz beitragen, ersetzen aber in keinem Fall die ärztliche Diagnose, Beratung und Behandlung.

Foto: Shutterstock/KI-generiert