Mit KI den Brustkrebs besser erkennen

Das Gefühl eines bösartigen Fremdkörpers in der eigenen Brust. Die Angst vor einer Kaskade an Untersuchungen, Operationen und Schmerzen. Niemand möchte sich den Moment einer Brustkrebs-Diagnose vorstellen, doch jede achte Frau wird im Laufe ihres Lebens mit einer solchen konfrontiert. Wie schmerzhaft die folgenden Jahre aussehen und ob es Aussicht auf Heilung gibt, hängt vor allem von einem Faktor ab: dem Timing der Diagnose. Ob die Ärzte den Brustkrebs früh bemerken, ist entscheidend für die Wahrscheinlichkeit von Überleben und Behandlungserfolg.

Das wichtigste Werkzeug der Früherkennung ist die Röntgenuntersuchung der Brust, die Mammografie. Die können in Deutschland alle Frauen im Alter zwischen 50 und 75 Jahren alle zwei Jahre kostenfrei in Anspruch nehmen. Von knapp sechs Millionen Frauen, die dafür infrage kommen, nimmt etwa die Hälfte das Angebot wahr (PDF).

Die gute Nachricht dabei: Bei tausend Untersuchungen entdecken die Radiologinnen gerade einmal sechs Karzinome. Für die Fachleute bedeutet das allerdings, jeden Tag nach der sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen zu suchen.

Bei dieser Suche könnten sie nun bald Hilfe erhalten. Denn: Große Datenmengen verarbeiten, Muster erkennen und konsistent aufmerksam bleiben, ohne zu ermüden – genau das sind Kernkompetenzen neuronaler Netzwerke. Deswegen untersuchen Forscherinnen seit Jahren, ob der Einsatz von künstlicher Intelligenz die Früherkennung von Brustkrebs verbessern könnte. Und das mit Erfolg: Studien aus Deutschland und Schweden zeigten höhere Tumorentdeckungsraten bei geringerer Arbeitsbelastung im Vergleich zur Standard-Doppelbefundung. "Ein Radiologe plus KI ist mindestens so gut wie zwei Radiologen", sagt Alexander Katalinic, Direktor des Instituts für Sozialmedizin und Epidemiologie an der Universität zu Lübeck.

Frühere Diagnosen durch KI

Eine neue von schwedischen Forscherinnen geleitete Studie, die im Fachjournal Lancet erschienen ist, liefert nun Ergebnisse dazu, ob KI auch besonders schwer erkennbare sogenannte Intervallkarzinome identifizieren kann. Dabei handelt es sich um Tumoren, die so schnell wachsen, dass sie zwischen zwei regulären Screening-Untersuchungen entdeckt werden. Diese Krebsformen sind häufig aggressiver und schwerer zu behandeln.

Das Forschungsteam verteilte 100.000 Teilnehmerinnen zufällig auf zwei Gruppen: in der einen erhielten die Frauen eine KI-gestützte Befundung, in der anderen die Standard-Doppelbefundung. In der KI-Gruppe analysierte ein spezielles System die Mammografien und teilte die Fälle mit niedrigem Risiko der Einzelbefundung und die Fälle mit hohem Risiko der Doppelbefundung zu. Zusätzlich markierte die KI verdächtige Bereiche in den Bildern.

Die Ergebnisse sind vielversprechend: In der Gruppe mit den KI-unterstützten Mammografien identifizierten die Fachleute mehr Krebsfälle während des Screenings, was während der zweijährigen Nachbeobachtung zu zwölf Prozent weniger Diagnosen führte. Besonders in den Subgruppen der invasiven, fortgeschrittenen und aggressiven Intervallkarzinome konnten Radiologen mit Unterstützung der KI deutlich mehr Fälle erkennen und die Diagnosen in den Folgejahren um bis zu 27 Prozent verringern.

Die Sorge, dass die KI zu viele Befunde stelle und damit Fehlalarme auslöse, in deren Folge Patientinnen Nachfolgeuntersuchungen und erhebliche emotionale Belastung über sich ergehen lassen müssten, bestätigte sich nicht. Die KI steigerte die Entdeckungsrate tatsächlicher Brustkrebs-Fälle – ohne mehr Fehlalarme zu verursachen.

Die Studie erfüllte dabei höchste methodische Standards: Sie war randomisiert, kontrolliert und bevölkerungsbezogen. Deswegen seien die gewonnenen Erkenntnisse grundsätzlich gut auf ein populationsbezogenes Screening-Programm übertragbar, sagt Susanne Grandl, Programmverantwortliche Ärztin des deutschen Mammografie-Screening-Programms für die Region Schwaben-Nord Augsburg und Gesellschafterin einer Münchner Radiologie-Praxis.

KI-Screenings sind sicherer – aber teuer

Angesichts der positiven Ergebnisse sprechen sich die Studienautoren dafür aus, KI-Systeme nach und nach beim Thema Brustkrebsvorsorge ins Gesundheitssystem zu integrieren. Das unterstützen auch die von der Studie unabhängigen Experten, mit denen die ZEIT für diesen Text gesprochen hat. Was alle jedoch betonen: Eine solche Einführung der KI muss sorgfältig, transparent und kontrolliert erfolgen. Die Studienautoren schreiben etwa, es sollten getestete KI-Tools eingesetzt und eine kontinuierliche Überwachung sichergestellt werden, um verlässliche Daten darüber zu erhalten, wie sich KI auf verschiedene regionale und nationale Screening-Programme auswirke und wie sich dies im Laufe der Zeit verändere. Entscheidend ist dabei, dass die KI mit Datensätzen trainiert wurde, die der Zielpopulation entsprechen. Deshalb sind populationsbezogene Studien, wie in Schweden, zwar wichtig, für Deutschland wären jedoch weitere begleitende Studien sinnvoll, um die Übertragbarkeit der Ergebnisse zu prüfen.

In einigen deutschen Praxen ist KI heute schon alltäglicher Bestandteil der Mammografie-Befundung. Zum Beispiel bei Susanne Grandl. "Wir selbst nutzen in unserer Praxis KI im Rahmen der Screening-Befundung und machen die Erfahrung, dass die KI zusätzliche diagnostische Sicherheit bringt", sagt die Radiologin. "Die Ärzte haben dann mehr Kapazität, sich auf die auffälligen und komplizierten Befunde zu konzentrieren."

Gleichzeitig stehen viele Praxen bei der Brustkrebs-Früherkennung vor ganz anderen Herausforderungen: Die Wartezeiten für Mammografietermine zur Abklärung unklarer Befunde haben sich in den letzten Jahren vervielfacht. In ländlichen Regionen müssen Patientinnen teils über ein Jahr warten. Gründe dafür (PDF) sind der Mangel an geschultem Personal, wenige Weiterbildungsplätze sowie eine mangelhafte Vergütung durch die Krankenkassen, die die Untersuchung für viele Praxen zu einem Minusgeschäft macht.

Investitionen in teure KI-Systeme liegen für viele Praxen unter diesen Umständen in weiter Ferne. Eine Lösung könnte laut Katalinic darin liegen, dass die Politik die KI-gestützte Befundung in die Krebsfrüherkennungsrichtlinie aufnimmt. "Zum einen, um den Frauen die verbesserte Befundungsqualität zukommen zu lassen", sagt Katalinic. "Und zum anderen, um das Screening mit begrenzten Mitteln weiterhin in hoher Qualität durchführen zu können."