Sich von Doktor KI das Leben retten lassen, einen Schleim-Roboter schlucken und danach ein paar Organe drucken – ein ganz normales Wochenende für die Nerds.
Weltweit macht der plötzliche Herztod bis zu 20 % aller Todesfälle aus. Das große Problem: Es ist schwer feststellbar, warum er auftritt und wer gefährdet ist. Doch vielleicht kann eine KI jetzt helfen – Forscher haben eine Deep-Learning-Technologie entwickelt, die vorhersagt, ob und wann ein Patient einen plötzlichen Herztod erleiden könnte. Die Technologie erkennt anhand von Rohbildern der Herzen erkrankter Patienten und ihrer klinischen Daten Zusammenhänge, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Damit könnte die Überlebensrate bei plötzlichen und tödlichen Herzrhythmusstörungen erhöht werden.
Der Schlüssel zu den Vorhersagen des Algorithmus sind die durch Herzkrankheiten verursachten myokardialen Veränderungen und Vernarbungen – daher auch der Name der Deep-Learning-Technologie: „Survival Study of Cardiac Arrhythmia Risk” oder SSCAR. Die Vorhersagen der KI waren in allen Bereichen deutlich genauer als die der Ärzte und wurden in den USA an einer Patientenkohorte aus 60 Gesundheitszentren mit unterschiedlicher kardiologischer Vorgeschichte validiert – das deutet darauf hin, dass die Plattform überall eingesetzt werden könnte. Die KI würde also in Zukunft Patientendaten auswerten und Ärzte könnten dann anhand der Risikoanalyse entscheiden, was am besten zu tun ist.
„Das Tool hat das Potenzial, die klinische Entscheidungsfindung in Bezug auf das Arrhythmierisiko erheblich zu beeinflussen und stellt einen wesentlichen Schritt dar, Prognosen von Patientenverläufen in das Zeitalter der künstlichen Intelligenz zu bringen”, sagt Natalia Trayanova, Co-Direktorin der Alliance for Cardiovascular Diagnostic and Treatment Innovation. „Es verkörpert den Trend zur Verschmelzung von künstlicher Intelligenz, Technik und Medizin als Zukunft der Gesundheitsversorgung.”
Du möchtest mehr darüber lesen? Hier die Originalpublikation.
Wenn Patienten Fremdkörper verschlucken, müssen sie meist aufwändig mittels Endoskopie entfernt werden. Chinesische Forscher haben nun eine einfachere Lösung entwickelt: Einen „weichen Roboter“ aus Schleim. Dieser enthält magnetische Partikel, kann also mit externen Magneten manipuliert werden. Außerdem kann er feste Objekte greifen und transportieren. So könnten Ärzte in Zukunft Objekte, die versehentlich vom Patienten verschluckt wurden, leichter aus dem Verdauungstrakt entfernen.
Zwar sind die magnetischen Partikel potentiell giftig, jedoch könnte eine Aufnahme in den Körper durch einen Silikonüberzug verhindert werden. Dazu sind allerdings in Zukunft weitere Sicherheitstests erforderlich.
Mehr zum schleimigen Roboter gibt's hier.
Jedes Organ zu jeder Zeit drucken? Was wie Science-Fiction klingt, ist gar nicht mehr so realitätsfern, wie eine Studie zeigt.
Organtransplantationen sind für einige schwerkranke Menschen lebenswichtig – leider gibt es zu wenige Spender. Eine Lösungsmöglichkeit ist es, sie funktionsfähig im 3D-Drucker zu drucken. Was erstmal leicht klingt, ist in Realität sehr kompliziert: Der Druckvorgang ist komplex und mit technischen Hindernissen behaftet, was die Art der Organe, die gedruckt werden können, einschränkt. Forscher am Stevens Institute of Technology haben diese Hürden nun überwunden, indem sie eine jahrzehntealte Technik nutzten.
„Neue Organe auf Bestellung zu erstellen und so Leben retten zu können, ohne dass ein menschlicher Spender benötigt wird, wäre ein immenser Vorteil für das Gesundheitswesen“, so Robert Chang, Professor für Maschinenbau und Autor der Studie. „Das Erreichen dieses Ziels ist jedoch schwierig, da der Druck von Organen unter Verwendung von Biotinten – das sind Hydrogele, die mit gezüchteten Zellen beladen sind – ein Maß an feiner Kontrolle über die Geometrie und Größe der gedruckten Mikrofasern erfordert, das mit aktuellen 3D-Druckern einfach nicht erreicht werden kann.“
Chang und sein Team hoffen, dies zu ändern, indem sie die Weiterentwicklung eines neuen 3D-Druckverfahrens beschleunigen. Dieses nutzt die Mikrofluidik – also die präzise Manipulation von Flüssigkeiten durch winzige Kanäle – um in einem viel kleineren Maßstab als bisher zu arbeiten. Genauer gesagt, würde die neue Drucker-Technik statt Strukturen von etwa 200 Mikrometern, im Maßstab von 10 Mikrometern drucken können. Das entspricht der Größenordnung einer einzelnen Zelle.
Die Mikrofluidik arbeitet aber nicht nur mit kleinerem Maßstab, sondern ermöglicht auch die Verwendung mehrerer Biotinten in einer einzigen Struktur. Jede Biotinte enthält unterschiedliche Zellen und Gewebevorläufer – ähnlich wie ein herkömmlicher Drucker gelbe, pinke und blaue Tinten enthält.
„Die Möglichkeit in diesem Maßstab zu arbeiten und dabei Biotinten präzise zu mischen, ermöglicht es uns, jeden Gewebetyp zu reproduzieren“, so Chang.
Chang erforscht auch den Einsatz des mikrofluidischen 3D-Drucks für die in-situ-Erstellung von Haut und anderen Geweben, so dass in Zukunft dem Patienten vielleicht Ersatzgewebe direkt in eine Wunde gedruckt werden kann.
„Diese Technologie ist noch so neu, dass wir nicht genau wissen, was sie ermöglichen wird“, sagte er. „Aber wir wissen, dass sie uns die Tür öffnen wird, völlig neue biologische Strukturen zu schaffen.“
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Bildquelle: Andrea de Santis, unsplash