Eine Herzerkrankung ist nicht unbedingt ein Todesurteil – es sei denn, sie bleibt unentdeckt. Während EKG-Geräte immer alltäglicher werden, gilt das nicht unbedingt für das erforderliche Fachwissen der Auswertung. In vielen Ländern weltweit fehlen ausgebildete Kardiolog:innen, die die Daten auswerten können. Die Interpretationslücke zwischen Mensch und Maschine kann dazu führen, dass selbst bei Vorliegen eines EKGs lebensrettende Diagnosen übersehen werden. Und bei Herzproblemen wird das schnell lebensgefährlich. Die gemeinnützige Organisation MI4People hat mit SUSTAIN-AI ECG eine Open-Source-KI entwickelt, um diese Lücke zu schließen.
Was ist ein EKG?
Laut dem britischen National Health Service (NHS) ist ein EKG ein Test, der die elektrische Aktivität des Herzens aufzeichnet, einschließlich der Frequenz und des Rhythmus. Liegt eine Anomalie vor, kann ein Arzt oder eine Ärztin diese erkennen und ein potenzielles Herzproblem diagnostizieren.
Die medizinische Versorgung ist eine geografische Lotterie
Diese Ungleichheit in der Herzversorgung zeigt sich leider besonders deutlich in Äthiopien. Die Bevölkerung von mehr als 120 Millionen Menschen wird von etwa 30 voll ausgebildeten Kardiolog:innen versorgt. Das bedeutet, dass auf jede:n Kardiolog:in potenziell vier Millionen Menschen kommen, die eine Versorgung benötigen. Im weltweit führenden Griechenland hingegen gibt es 2.800. Vergleicht man die beiden Länder, hat eine Person in Griechenland etwa 1.400 Mal mehr Chancen, an eine:n Kardiolog:in zu gelangen, als jemand in Äthiopien.
Einerseits gibt es ein klares praktisches Problem. Selbst wenn ein:e Allgemeinmediziner:in in Äthiopien physisch in der Lage ist, ein EKG durchzuführen, fehlt ihr oder ihm ohne eine angemessene kardiologische Ausbildung wahrscheinlich das Wissen, um subtile Anomalien in den komplexen Wellenformen zu erkennen. Ohne die Fähigkeit, die Anzeichen zu deuten, verzögern sich aber Diagnose und Behandlung – im besten Fall. Im schlimmsten Fall wird gar nicht behandelt.
Gerade in der Kardiologie kann eine Verzögerung der Behandlung schwerwiegende Folgen haben. Selbst kurze Verzögerungen können das Risiko für irreversible Herzschäden, dauerhafte Herzinsuffizienz oder den Tod erhöhen.
Andererseits scheint das Problem systematisch zu sein. Wenn die Tatsache, in Griechenland geboren zu sein, bedeutet, dass man eine tausendfach höhere Wahrscheinlichkeit hat, eine angemessene medizinische Versorgung zu erhalten als in Äthiopien, dann liegt ein grundlegendes Versagen beim Zugang zur medizinischen Versorgung vor. Davon sind – wie so oft – große Bevölkerungsgruppen im Globalen Süden unverhältnismäßig stark betroffen sind.
Sustain AI unterstützt Ärzte mit KI
Gemeinsam mit einem internationalen Team aus akademischen und klinischen Partnern hat die gemeinnützige Organisation MI4People SUSTAIN-AI ECG entwickelt. Das Pilotprojekt nutzt künstliche Intelligenz, um überlasteten Allgemeinärzt:innen in Äthiopien zu unterstützen. Und die Anwendung funktioniert: SUSTAIN-AI ECG ist bereits in der Lage, innerhalb von Sekunden 10 verschiedene Herzerkrankungen anhand von Standard-12-Kanal-EKGs zu erkennen.
Die Entwickler:innen haben dafür gesorgt, dass die Plattform eine niedrige Einstiegsbarriere hat. Sie ist vollständig webbasiert, läuft in einem Standardbrowser und erfordert lediglich ein einfaches digitales EKG-Gerät sowie eine Internetverbindung. Ihr Ziel ist es nicht, echte Ärzt:innen zu ersetzen, sondern lediglich Diagnosevorschläge zu liefern, die ein:e lokale:r Ärzt:in nutzen kann. Dabei basiert die EKG-KI auf einem gemeinnützigen Modell und wird Kliniken kostenlos zur Verfügung gestellt.
Das Projekt ist ein Beispiel dafür, was entstehen kann, wenn eine respektvolle, kontinentübergreifende Partnerschaft gut funktioniert. Die KI selbst wurde von der Forschungsgruppe um Prof. Dr. Michael Guckert und Prof. Dr. Jennifer Hannig an der Technischen Hochschule Mittelhessen entwickelt. Die klinische Umsetzung wird vom Armauer Hansen Research Institute, einem biomedizinischen Forschungsinstitut in Äthiopien, geleitet. Dies stellt sicher, dass die Technologie an die spezifischen Bedürfnisse äthiopischer klinischer Umgebungen angepasst ist. Und als Open-Source-Modell ist die EKG-KI leicht auch für andere Regionen adaptierbar.
Bislang wurden 30 medizinische Fachkräfte geschult, und das System hat fast 6.000 klinische Fälle unterstützt.
Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit
Wie wir bei RESET häufig berichten, ist bekannt, dass KI-Systeme den Globalen Norden übermäßig privilegieren, während sie den Globalen Süden oft ausbeuten. Tatsächlich werden die meisten globalen KI-Modelle mit Daten aus Europa oder Nordamerika trainiert. Ein erhebliches Hindernis für medizinische KI in Afrika war bislang der Mangel an repräsentativen Daten. SUSTAIN-AI ECG versucht jedoch, auch dieses Problem anzugehen.
Das Team sammelt anonymisierte Daten, um den ersten klinischen Datensatz seiner Art zu erstellen, der speziell auf afrikanische Bevölkerungsgruppen ausgerichtet ist. Dieser Datensatz wird öffentlich zugänglich gemacht. Damit soll die diagnostische Genauigkeit über verschiedene lokale Bevölkerungsgruppen hinweg gewahrt bleiben. Außerdem sollen die Daten anderen Forschenden in ähnlichen Regionen die Entwicklung lokalisierter Tools ermöglichen.
Derzeit ist das SUSTAIN-AI-EKG-Pilotprojekt in neun äthiopischen Krankenhäusern im Einsatz. Doch das Projekt strebt eine weitere Ausweitung an. Die technologische Grundlage ist bewährt und im Einsatz. Die Ausweitung auf Hunderte von ländlichen Kliniken erfordert jedoch nachhaltige Infrastruktur- und Schulungsressourcen. Doch mit bereits 6.000 klinischen Fällen hat SUSTAIN-AI ECG gezeigt, dass KI, wenn sie von gewinnorientierten Motiven befreit und auf das Gemeinwohl ausgerichtet wird, ein entscheidendes Instrument sein kann, um sicherzustellen, dass lebensrettende Innovationen allen zugutekommen.
