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25.05.2021

US-Forscher verbessern mittels KI und „Deep Learning“ Erkennung prenataler Herzkrankheiten

US-Forscher haben ein KI-Modell entwickelt, um die Erkennungsrate von fetalen Herzkrankheiten im zweiten Trimester von 30 auf über 90 Prozent zu erhöhen.
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Herzkrankheiten, Herkrankheit, prenatale Herzkrankheit, CHD,
(c) Stock-Adobe/maya2008 - Forscher aus den USA sprechen von einem großen Sprung beid er Früherkennung von Herzproblemen bei Ungeborenen.
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Durchbruch: Biohub-Wissenschaftler rund um Rima Arnaout des „Chan Zuckerberg Biohub“ in Kalifornien – in Kooperation mit dem „Boston Children’s Hospital“ und der „Harvard School of Medicine“ haben eine KI-Technik zum Screening auf angeborene Herzkrankheiten im Ultraschall des zweiten Trimesters entwickelt, die zu 96 Prozent genau ist. Gegenwärtige Ansätze zur Erkennung fetaler Herzprobleme liegen heute bei rund 30 Prozent Genauigkeit. Das KI-Modell der Forscher ist auch schnell genug, um sich in der klinischen Praxis umfassend in Ultraschall-Software integrieren zu lassen.

Herzkrankheiten besser erkennen

Angeborene Herzkrankheiten gelten als der häufigste Geburtsfehler. Fetaler Ultraschall wird weltweit empfohlen, einschließlich fünf Ansichten des Herzens, die zusammen 90 Prozent der Herzkrankheiten erkennen könnten. In der Praxis betrage laut Arnaout die Empfindlichkeit jedoch nur 30 Prozent. „Wir stellten die Hypothese auf, dass schlechte Erkennungsergebnisse auf Herausforderungen bei der Erfassung und Interpretation von Herzansichten in diagnostischer Qualität zurückzuführen sind, und dass ‚Deep Learning‘ die komplexe Erkennung verbessern könnte. Unter Verwendung von 107.823 Bildern aus 1.326 retrospektiven Echokardiogrammen und Untersuchungen von 18 bis 24-wöchigen Feten trainierten wir ein Ensemble neuronaler Netze, um empfohlene Herzansichten zu identifizieren und zwischen normalen Herzen und komplexer Herzkrankheiten zu unterscheiden“, so die Forscherin in ihrem „Paper“.

Lösung in Covid-19-Zeiten

Technisch verwendete das Team Segmentierungsmodelle, um standardmäßige fetale kardiothorakale Messungen zu berechnen. Die Empfindlichkeit blieb laut dem Forschungsteam bei externen Bildern mit geringerer Qualität robust. Herzmessungen korrelierten mit den angegebenen Messungen für normale und abnormale Herzen. Auf die von Richtlinien empfohlene Bildgebung angewendet, sollen Ensemble-Lernmodelle die Erkennung fetaler Herzkrankheiten erheblich verbessern und die Telemedizinoptionen für die Schwangerschaftsvorsorge in einer Zeit erweitern, in der die COVID-19-Pandemie den Zugang der Patienten zu geschulten Anbietern weiter eingeschränkt hat, so die Hoffnung. „Dies ist die erste Anwendung von Deep Learning, um die klinische Standardleistung bei einer kritischen und globalen diagnostischen Herausforderung zu verdoppeln“, so Arnaout weiter.

Für die Forschungsarbeit wurden fetale Echokardiogramme und fetale Untersuchungen – wie geburtshilfliche Anatomiescans im zweiten Trimester, die von Sonographen, Radiologen und Ärzten von 2000 bis 2019 durchgeführt wurden – verwendet. Die Bilder stammten von Ultraschallgeräten von GE, Siemens, Philips und Hitachi. Die Veröffentlichung der Erkenntnisse gilt allerdings noch als „preprint“ und muss als medizinische Forschungsarbeit noch evaluiert werden.

die Redaktion

#happymonday: „Wenn die Mitarbeiter Montag hassen, besteht Handlungsbedarf“

Die von brutkasten und Wonderwerk initiierte Aktion #happymonday geht der Frage nach, was Mitarbeiter für einen glücklichen Wochenstart brauchen.
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Fragt man nach dem unbeliebtesten Wochentag, ist die häufigste Antwort Montag – diesem Umstand wurden sogar erfolgreiche Pop-Songs gewidmet. Die Faktenlage ist klar: Etwa ein Dreiviertel der Befragten einer europaweiten Studie geben an, am Montag nicht gerne zu arbeiten. Dabei ist schlechte Stimmung am Wochenbeginn kein Naturgesetz. „Wenn es am Montagmorgen unseren Mitarbeitern nicht gut geht, ist das unsere Verantwortung als Unternehmen. Wenn sie den Tag hassen, besteht Handlungsbedarf“, sagt Martin Wolf, Chief Culture Officer bei Wonderwerk. Gemeinsam mit dem brutkasten initiiert die Wiener Agentur daher die Aktion #happymonday, an der bereits zum Start auch TheVentury, borisgloger consulting und menonthemoon teilnehmen.

Ein #happymonday, damit es allen besser geht

Manche Menschen hätten richtiggehend Angst vor de Wochenstart, was auf traumatische Erlebnisse in der Arbeit hindeute. Doch meist seien die Hintergründe für die Abneigung weit weniger gravierend, meint Wolf. „Eine gewisse Antipathie gegenüber dem Wochenstart kann aus unterschiedlichen Gründen auftreten, das braucht man nicht schönreden. Die Frage ist: Will ich daran arbeiten? Und die unternehmerische Antwort darauf sollte auf der Hand liegen. Tatsächlich ist es aber nicht selbstverständlich, dass etwas gemacht wird“. Doch wer nicht handle, laufe Gefahr, seine größten Talente zu verlieren.

Druck zu machen,ist dabei freilich der falsche Weg, weiß Wonderwerk-Gründer und #happymonday-Initiator Thomas Klein: „Es braucht auch keine Millionenbudgets, sondern vor allem den Willen, eine Hands-On-Einstellung und den nötigen Startup-Spirit“. Für die Aktion arbeite man mit Unternehmen zusammen, die das ähnlich sehen. „Ich persönlich bin ein großer Montag-Fan. Wir wollen gemeinsam herausfinden, was wir tun können, damit es allen zum Wochenstart besser geht“, sagt Co-Initiator Dejan Jovicevic, Gründer und CEO des brutkasten, „mit Wonderwerk haben wir den perfekten – langjährigen – Partner, um das auf solide Beine zu stellen“. Zum Start gehe es nun einmal darum, Awareness zu schaffen. Dazu gibt es eine Social Media-Kampagne mit positiven Stimmen zum Montag aus den Partner-Unternehmen der Aktion. Den Start macht Jovicevic selbst – siehe oben.

Strategien für einen besseren Wochenstart

Die Partner-Unternehmen der Aktion haben ihrerseits bereits Strategien entwickelt, um einen #happymonday für alle zu etablieren. „Für uns als werteorientiertes Unternehmen ist es essenziell, dass unsere Mitarbeiter:innen aus innerer Überzeugung gerne mit uns arbeiten. Denn nur so können wir gemeinsam die Höchstleistung erbringen, welche die Kunden von uns als verlässlichen Partner zurecht erwarten“, sagt Dominic Runge von borisgloger consulting. Martin Oisterschek von menonthemoon erklärt seine Wochenbeginn-Strategie: „Man sollte das kurze Timeout am Wochenende nutzen, um am Montag die neuen Perspektiven, Anregungen und Ideen mit ins Büro zu nehmen und kreativ umzusetzen. Daher machen wir bewusst am Montag erst ab Mittag unsere internen Statusmeetings und Abstimmungen und geben unseren Mitarbeiter:innen Raum, die Eindrücke vom Wochenende zu sammeln, zu ordnen und die frischen Ideen dem Team zu präsentieren“.

Besonders intensiv hat man sich mit dem Wochenstart bereits bei The Ventury beschäftigt, wie Pooja Ahluwalia ausführt. „Wir haben jeden Montag um 11:00 ein ‚Show & Tell‘-Meeting, wo alle Mitarbeiter:innen zusammenkommen und gemeinsam in die Woche starten, nachdem sie davor Zeit hatten, um erstmal anzukommen, Emails zu checken, etc. Es gibt es einige Themen, die wir hier wöchentlich integrieren, die dazu führen, dass sich alle gut abgeholt fühlen, Teamspirit spüren, und einen Reminder erhalten, warum sie bei TheVentury sind“. Dabei werden unter anderem berufliche Highlights der Vorwoche vorgestellt, Fehler als Lernmöglichkeit reflektiert und starke Leistungen hervorgehoben. „Diese 45 Minuten fühlen sich oft wie eine große Feier an und darauf freuen wir uns jedes mal“, so Ahluwalia.


Werde Teil der Aktion! Wir laden alle Unternehmer:innen und Mitarbeiter:innen herzlich ein, gemeinsam mit uns an ihrem #happymonday zu arbeiten!

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