Neue Technologien werden in allen Bereichen des Gesundheitsökosystems eingeführt. Damit verändert sich für uns alle die Art und Weise, wie wir Gesundheitsversorgung erhalten. Von der Diagnose bis hin zu den Behandlungswegen - durch die Einführung  wichtiger neuer Instrumente verändert sich das Gesundheitswesen, wie wir es kennen.

Shara Evans, Futuristin und Expertin für künstliche Intelligenz, Roboter, Cybersicherheit und Arbeitsplätze der Zukunft, sprach mit uns darüber, wie schluckbare Scanner und Pillen mit winzigen Kameras uns ein viel besseres Bild davon geben können, was in unserem Körper passiert. Und das, ohne invasive Eingriffe durchführen zu müssen.

Exponentielles technologisches Wachstum

F: Wie haben Sie die Einführung von neuen Technologien im Gesundheitswesen im Laufe der Jahre beobachtet? Und was impliziert das aus Ihrer Sicht für die Arbeit im Labor?

 Shara Evans: In den letzten 10 bis 15 Jahren gab es ein exponentielles Wachstum der technologischen Fähigkeiten, und dieses Wachstum steigt auch weiterhin. Die Kombination aus künstlicher Intelligenz, Robotern und Quantencomputing wird tiefgreifende Auswirkungen auf die Gesundheitsbranche haben. Unsere Smartphones und andere Computer-Gadgets spielen ebenfalls eine große Rolle im Gesundheitswesen, zusammen mit Technologien wie Augmented und Virtual Reality, sowohl für Verbraucher als auch für medizinisches Fachpersonal. 

Wir sehen derzeit einige wirklich spannende neue Technologien im Gesundheitswesen auf den Markt kommen. Eine Firma hat einen tragbaren Ultraschall-Scanner entwickelt. Es ist wirklich ziemlich klein und kann fast jeden Teil Ihres Körpers abbilden. Sie haben sogar eine Version, die auch für Tiere erhältlich ist. 

Wir sehen auch Produkte wie verschluckbare Embedded-Sensoren auf den Markt kommen. Ich spreche von winzigen Chips, die in Medizinprodukte integriert werden können, die mit einem Pflaster auf Ihrem Arm oder irgendwo sonst auf Ihrem Körper verbunden sein könnten. Diese Sensoren können mit einem Smartphone kommunizieren und in Echtzeit verschiedene Aspekte der Körperfunktionen diagnostizieren.¹ Es gibt auch Pillen, in denen winzige Kameras eingebettet sind. Sie können buchstäblich die Pille nehmen und eine bildgebende Diagnostik aus dem Inneren des Körpers erhalten, ohne sich tatsächlich einer Operation unterziehen zu müssen.²

Ein weiterer großer Bereich, von dem ich denke, dass er ein Game Changer sein wird - und wir sehen wirklich einige Fortschritte in den letzten Jahren - sind intelligente Kontaktlinsen. Und bei Smart Contacts geht es um eine Kombination aus ICT, Augmented und Virtual Reality und Biotechnologie. Ursprünglich ging man davon aus, dass wir vor allem im Bereich der ICT und Augmented Reality Produkte zuerst auf den Markt bringen würden. Allerdings sehe ich bereits medizinische Smart-Kontaktlinsen, die FDA-Zulassung haben, die den Augeninnendruck messen können, um Glaukom zu untersuchen oder Brandwunden in den Augen zu behandeln. Es gibt auch Unternehmen, die intelligente Kontaktlinsen entwickelt haben, die Antihistaminika oder andere Medikamente freisetzen.³

Ein weiterer großer Durchbruch, den wir in den letzten Jahren gesehen haben, ist der 3D-Biodruck. In vielen Fällen besteht ein Teil der verwendeten Tinte aus Stammzellen eines Patienten, was bedeutet, dass alles, was gedruckt wird, vollständig kompatibel mit der Biologie des Patienten ist. Es könnte ein Hauttransplantat sein, es könnten Venen sein, es könnte ein Ohr sein. Diese Dinge sind heute schon möglich, und es gibt derzeit Experimente, bei denen versucht wird, ganze Organe, wie ein Herz oder eine Leber, in 3D zu drucken.⁴,⁵

Eine weitere erstaunliche Technologie ist das Schrumpfen von allem im Nanobereich, auch von Robotern. Im Gesundheitswesen befindet sich diese Nanobot-Technologie noch in Forschungslaborversuchen, aber das Ziel ist es, einen Nanobot in den Blutkreislauf einer Person zu injizieren, um bestimmte Krankheitsarten wie eine bestimmte Blutkrebsart anzuvisieren. Wenn es das Protein findet, das mit einer bestimmten Krankheit, in diesem Fall einer bestimmten Krebsart, verbunden ist, kann es ein Medikament injizieren, das das Wachstum des Tumors stoppt. Das ist ein spannendes Beispiel für sehr, sehr zielgerichtete Präzisionsmedizin.

Einsatz neuer Technologien für ein stärker vernetztes Gesundheitssystem

F: Basierend auf Ihren Erkenntnissen, was sind die vorherrschenden Auswirkungen dieser neuen Technologien auf die Laborproduktivität und -effizienz?

Shara Evans: Mit dem deutlichen Wachstum datengesteuerter Technologien wird es die Herausforderung sein, KI-basierte Software und Big Data in Workflows zu integrieren. Letztendlich werden wir durch den Einsatz von KI in Laboren irgendwann ein vernetztes Gesundheitswesen sehen, das das Internet der Dinge, alle Arten von Automatisierung, Robotik, die Integration von Sensoren, Augmented Reality und Echtzeit-Datenfeeds umfasst. Am wichtigsten ist, dass in die Schulung der Fachkräfte investiert wird, damit diese Technologien genutzt und die organisatorischen und Workflow-Änderungen umgesetzt werden können.

Ich glaube auch fest daran, dass es immer noch der Experte Mensch ist, der all diese verschiedenen coolen Ergebnisse aus Labor und Technologie richtig interpretiert, und der Labore von einem automatisierten System unterscheidet. Daher denke ich, dass die Systemintegration von Laborergebnissen zusammen mit der kompletten Krankengeschichte einer Person für klinische Labore einen großen Unterschied machen könnte. Vorausgesetzt wir finden einen Weg, die Herausforderungen im Bereich Cybersicherheit und Privatsphäre zu meistern.

Der Aufstieg der Roboter

F: Gibt es aus globaler Sicht wichtige innovative Veränderungen bei den Versorgungsmodellen, die Ihrer Meinung nach einen signifikanten Einfluss auf die Zukunft von Labors haben werden?

Shara Evans:

Ich denke, das Trio aus Künstlicher Intelligenz, Robotik und Quantencomputing wird in nächster Zeit das wichtigste sein.  Lassen Sie mich Ihnen ein konkretes Beispiel geben. Es gibt jetzt Roboter, die in der Lage sind, Blutanalysesysteme zu automatisieren, so dass die Menge an Blut für die Analyse reduziert werden kann. Das ist ein Game Changer für sehr junge Babys und ältere Patienten, die nur ein begrenztes Blutvolumen zur Verfügung haben. Auch für das Scannen und Analysieren von Pathologien gibt es viele neue Innovationen. Außerdem kommen viele neue pathologieorientierte Apps für Smartphones und andere Consumer-Gadgets auf den Markt.

Dies hat das Potenzial, das Geschäft weg von den Labors und in die Hände eines Arztes oder sogar der Verbraucher zu verlagern. 

Labore müssen nun anfangen, sich Fragen zu stellen, von der Führungsebene bis hin zum Workline-Personal: Was können wir mit großen, teuren Messsystemen und Expertenwissen machen, das anderswo nicht vorhanden ist? Wie setzen wir unser Know-how auf unterschiedliche Weise ein? 

Ich sehe auch neue Bereiche, in die Labore schon heute investieren können. Ein Beispiel wäre die fortgeschrittene DNA-Analyse. Von dem, was ich gesehen habe, wird das im Moment nur in sehr spezialisierten Labors gemacht, nicht überall.

Eine andere Sache, die heute getan werden kann, ist die Genomanalyse, um verschiedene Arten von genetisch ausgelösten Erkrankungen sowohl aus diagnostischer Perspektive als auch aus präventiver Sicht zu untersuchen. Mit der Gentechnik können wir eventuell auch präventive Gentechnik betreiben, indem wir bestimmte genetische Schalter ausschalten.

Die Entstehung neuer Arbeitsplätze

Frage: Was kann die Gesundheitsbranche Ihrer Meinung nach in naher Zukunft und in den nächsten fünf bis zehn Jahren in Bezug auf Laborinnovationen erwarten?

Shara Evans: Ich denke, dass viele der heutigen Laborinstrumente, insbesondere Big-Data-Analysetools, in den nächsten zwei bis sieben Jahren noch einmal komplett überarbeitet werden. Das liegt daran, dass die KI ihren rasanten Aufstieg fortsetzen wird und regelmäßig durch Quantencomputing überlastet sein wird, welches sich von experimentell zu kommerziell entwickelt. 

Die Automatisierung ist eine andere Sache, die meiner Meinung nach eine große Veränderung in Labors sein wird. Viele der Aufgaben, die heute manuell erledigt werden, erledigen in Zukunft wahrscheinlich Roboter. Es wird neue Arbeitsplätze sowohl beim Training von Robotern als auch von KI geben. Für das KI-Training gibt es das Verstärkungslernen. Für das Training von Robotern gibt es das Imitation Learning, bei dem man einen Roboter in einer virtuellen Realität steuert und ihm beibringt, wie man Gegenstände im Raum bewegt.

Wir werden immer noch Menschen brauchen, um die großen Datensätze zu überwachen, die die KI speisen und es wird super, super wichtig sein, die Daten auf Genauigkeitsverzerrungen zu überprüfen.  Ich habe Beispiele von intelligenter KI gesehen, die das Internet nach medizinischen Artikeln durchsuchen und dann die Fakten verwechselt haben. Nur weil ein Prozess riesige Datenmengen sehr schnell scannen kann, bedeutet das nicht, dass er die richtigen Informationen ausgibt.

In 10 Jahren und noch weiter in der Zukunft kann KI durchaus so weit fortgeschritten sein, dass Fehler immer weniger wahrscheinlich werden. An diesem Punkt müssen wir uns nicht nur darauf konzentrieren, ob die Daten richtig sind, sondern auch darauf, ob die Ethik hinter diesen KI-Entscheidungen stimmt.

Referenzen

1. Anzai. (2017). Article available from https://asia.nikkei.com/Business/Trends/Japan-s-Otsuka-to-roll-out-first-digital-pill-in-US-next-spring [Accessed May 2023]

2. Badminton. (2016). Article Avaliable from https://nikolasbadminton.com/the-future-of-medicine-ingestible-cameras [Accessed May 2023]

3. Geffen. (2020). Article available from https://www.optometrytimes.com/view/smart-contact-lens-update [Accessed May 2023]

4. Allevi. Webpage available from https://www.allevi3d.com/ [Accessed May 2023]

5. No Camels. (2019). Article available from https://nocamels.com/2019/04/israeli-scientists-3d-print-a-tiny-live-heart-made-with-human-tissue/ [Accessed May 2023]