access_time veröffentlicht 15.10.2020

Das Stethoskop, das Covid-19 erkennen kann

Prof. Alain Gervaix, Leiter Abteilung Frau und Kind, Universitätsspital Genf

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Das Stethoskop, das Covid-19 erkennen kann

15.10.2020

Prof. Alain Gervaix entwickelt ein Stethoskop, das dank künstlicher Intelligenz den Ton von Covid-19 erkennen kann.

 

Das Interview führte: Julia Rippstein, Redaktorin SÄZ

Dies ist eine gekürzte Version eines Interviews, welches in der SÄZ-Ausgabe Nr. 43 am 21. Oktober erscheinen wird.

 

Prof. Alain Gervaix, was ist unter einem "intelligenten" Stethoskop zu verstehen?

Es handelt sich dabei um ein digitales Stethoskop, das Geräusche aufzeichnet und mittels Algorithmen die Atemgeräusche analysiert und identifiziert. Das "Ergebnis" oder die Diagnose wird schlussendlich auf einem Smartphone oder Tablet angezeigt.

 

Heisst es, dass dieses Stethoskop verschiedene Lungenerkrankungen erkennen kann?

Ganz genau. Es funktioniert ein wenig wie die App «Shazam», die einen beliebigen Song erkennt und den Interpreten erkennt. Meine Tochter brachte mich auf diese Idee, als ich ihr erklärte, wie ich eine Lungenentzündung diagnostiziere: Beim Auskultieren hören wir verschiedene Geräusche, die typisch sind für eine Erkrankung wie Asthma, Bronchitis oder Lungenentzündung. Von dieser Idee ausgehend fragte ich mich, ob es möglich wäre, Algorithmen zu entwickeln, die spezifische akustische Signaturen für verschiedene Atemwegserkrankungen erkennen können.

 

Haben Sie das Stethoskop also nicht speziell zur Diagnose einer Covid-19 Erkrankung entwickelt?

Die Idee zum intelligenten Stethoskop trat während der Coronavirus-Krise in den Vordergrund, geht aber auf einen viel früheren Zeitpunkt zurück. Alles begann vor fünf Jahren, als die Weltgesundheitsorganisation (WHO) wegen Lungenentzündungen Alarm schlug: In der Südhemisphäre sind sie die häufigste Todesursache bei Kindern unter fünf Jahren, weil sie falsch diagnostiziert werden. In diesen Regionen herrscht ein grosser Mangel an Ärztinnen und Ärzten. Die Patientinnen und Patienten werden deshalb häufig von medizinischem Personal behandelt, das eine Lungenentzündung oftmals nicht von anderen Atemwegserkrankungen unterscheiden kann. Die WHO hat deshalb die internationale wissenschaftliche Gemeinschaft dazu aufgefordert, Instrumente zu schaffen, um diese Krankheit besser diagnostizieren zu können.

 

Wie sind Sie zu der Schlussfolgerung gelangt, dass künstliche Intelligenz tatsächlich Atemgeräusche erkennen kann?

In Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) und der Genfer Fachhochschule für Landschaft, Ingenieurwesen und Architektur (HEPIA) haben wir am Universitätsspital Genf (HUG) eine Studie mit "klassischen" digitalen Stethoskopen lanciert, die zwar Töne aufnehmen, aber ohne künstliche Intelligenz funktionieren. Anhand von dieser «Klangdatenbank» konnten wir die Algorithmen entwickeln. Wir untersuchten dann 100 Kinder mit Lungenentzündung und 100 gesunde Kinder und stellten bereits fest, dass es möglich war, mit künstlicher Intelligenz zwischen Kranken und Nicht-Kranken zu unterscheiden. Darüber hinaus konnten wir in 8 von 10 Fällen zwischen Bronchiolitis und Lungenentzündung unterscheiden. Die Studie wurde auf andere Atemwegserkrankungen ausgedehnt und schloss auch Erwachsene ein. Je mehr Töne aufgenommen wurden, desto besser wurden die Algorithmen.

 

Wie klingt Covid-19?

Der spezifische Ton ist noch nicht definiert, die Analyse der gesammelten Daten von 260 Patientinnen und Patienten im Alter zwischen 16 und über 80 Jahren läuft. Die hospitalisierten Patienten wurden während ihres Krankenhausaufenthaltes regelmäßig abgehört. Wir haben auch Personen auskultiert, die beim Unispital Genf auf einen Test warteten. Auf diese Weise können wir feststellen, ob das Geräusch bei einer Covid-19 negativen Person anders ist als bei einer Covid-19 positiven Person, obwohl beide husten.

 

Kann mit einem intelligenten Stethoskop künftig das Ohr einer Ärztin bzw. eines Arztes ersetzt werden?

Die Zuverlässigkeit des Stethoskops ist vergleichbar mit der eines professionellen Ohres. Zehn Ärztinnen, die denselben Patienten untersuchen, werden nicht unbedingt dasselbe hören: Je nachdem, ob es sich um einen Assistenzarzt, einen erfahrenen Pulmologen oder einen Hausarzt handelt, kann die Interpretation des Geräusches unterschiedlich ausfallen. Aber auch das perfekte Werkzeug wird es nie geben - das ist uns bewusst. Unser Ziel ist es nicht, die Medizin zu revolutionieren, sondern ein diagnostisches Instrument zu entwickeln, das die Betroffenen auf den am besten geeigneten Behandlungsweg lenkt.

 

Wer wird es zuerst testen?

Die Idee ist, es zuerst Apotheken zur Verfügung zu stellen. Gemäss der Strategie des Bundesrates zur Eindämmung der Gesundheitskosten sind sie die Hauptakteure im Gesundheitssystem. Da die Auskultation in ihrer Ausbildung nicht gelehrt wird, ist ihr Interesse an unserem autonomen Stethoskop gross. Wir hoffen, dass das Stethoskop nach und nach von allen Angehörigen des Gesundheitswesens benutzt wird und dass es schließlich zu einem Diagnoseinstrument wie das Thermometer wird: ein zuverlässiges Messinstrument, das in jedem Haushalt zu finden ist und für das kein medizinisches Fachwissen erforderlich ist.

 

Mehr zum Thema lesen:

•    Pulsations n°14 Octobre-Décembre 2020, Zeitschrift des Universitätsspitals Genf

•    «New Swiss technologies listen out for Covid-19», Swissinfo 20.07.2020

 

Prof. Alain Gervaix

Leiter Abteilung Frau und Kind, Universitätsspital Genf

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