How AI is making it easier to diagnose disease | Pratik Shah

Übersetzung: Uwe Sprenk Lektorat: Andreas Herzog

Computer algorithms today are performing incredible tasks

Heute verrichten Computeralgorithmen unglaubliche Aufgaben

with high accuracies, at a massive scale, using human-like intelligence.

mit großer Präzision, von enormem Umfang, durch menschenähnliche Intelligenz.

And this intelligence of computers is often referred to as AI

Diese Intelligenz von Computern wird oft als KI bezeichnet

or artificial intelligence.

oder künstliche Intelligenz.

AI is poised to make an incredible impact on our lives in the future.

KI wird eine unglaubliche Auswirkung auf unser Leben in der Zukunft zu haben.

Today, however, we still face massive challenges

Heute stehen wir jedoch enormen Herausforderungen gegenüber

in detecting and diagnosing several life-threatening illnesses,

beim Erkennen und der Diagnose von einigen lebensgefährlichen Krankheiten,

such as infectious diseases and cancer.

so wie Infektionskrankheiten und Krebs.

Thousands of patients every year

Jedes Jahr verlieren tausende Patienten

lose their lives due to liver and oral cancer.

ihr Leben wegen Leber- und Mundkrebs.

Our best way to help these patients

Unser bester Weg, diesen Patienten zu helfen,

is to perform early detection and diagnoses of these diseases.

ist eine Früherkennung und Diagnose dieser Krankheiten durchzuführen.

So how do we detect these diseases today, and can artificial intelligence help?

Wie entdecken wir also diese Krankheiten und kann künstliche Intelligenz helfen?

In patients who, unfortunately, are suspected of these diseases,

Bei Patienten mit Verdacht auf eine solche Krankheit

an expert physician first orders

weist ein Facharzt zuerst

very expensive medical imaging technologies

sehr teure Technologien der Bilddiagnose

such as fluorescent imaging, CTs, MRIs, to be performed.

wie fluoreszierende Bildgebung, CTs, MRTs, zur Ausführung an.

Once those images are collected,

Sobald diese Bilder gesammelt worden sind,

another expert physician then diagnoses those images and talks to the patient.

macht ein anderer Experte die Bilddiagnose und spricht mit dem Patienten.

As you can see, this is a very resource-intensive process,

Wie Sie sehen, ist dies ein sehr ressourcenintensiver Prozess,

der sowohl Fachärzte als auch teure Bildgebungsverfahren benötigt

requiring both expert physicians, expensive medical imaging technologies,

and is not considered practical for the developing world.

und für Entwicklungsländer als ungeeignet angesehen wird.

And in fact, in many industrialized nations, as well.

Und im Grunde auch in vielen Industrieländern.

So, can we solve this problem using artificial intelligence?

Können wir also dieses Problem lösen, indem wir künstliche Intelligenz nutzen?

Today, if I were to use traditional artificial intelligence architectures

Wenn ich heute traditionelle Architektur künstlicher Intelligenz nutzen würde,

to solve this problem,

um dieses Problem zu lösen,

I would require 10,000 --

würde ich 10.000 brauchen --

I repeat, on an order of 10,000 of these very expensive medical images

Ich wiederhole, etwa 10.000 von diesen sehr teuren medizinischen Bildern

first to be generated.

müssen zuerst erstellt werden.

After that, I would then go to an expert physician,

Danach ginge ich zu einem Facharzt,

who would then analyze those images for me.

der für mich diese Bilder analysieren würde.

And using those two pieces of information,

Indem ich diese zwei Informationen nutze,

I can train a standard deep neural network or a deep learning network

kann ich ein normales "Deep Learning"-Netzwerk trainieren,

to provide patient's diagnosis.

Diagnosen für Patienten zu erstellen.

Similar to the first approach,

Ähnlich wie beim ersten Ansatz

leiden Ansätze traditioneller KI unter dem gleichen Problem.

traditional artificial intelligence approaches

suffer from the same problem.

Large amounts of data, expert physicians and expert medical imaging technologies.

Große Datenmengen, Fachärzte und High-Tech in der Bilddiagnostik.

So, can we invent more scalable, effective

Können wir also skalierbare, effektivere

und wertvollere Architekturen künstlicher Intelligenz erfinden,

and more valuable artificial intelligence architectures

um diese sehr wichtigen Probleme zu lösen, vor denen wir heute stehen?

to solve these very important problems facing us today?

And this is exactly what my group at MIT Media Lab does.

Genau das macht meine Gruppe beim MIT Media Lab.

We have invented a variety of unorthodox AI architectures

Wir erfanden eine Reihe an unorthodoxen KI-Architekturen,

to solve some of the most important challenges facing us today

um einige der wichtigsten Herausforderungen

in medical imaging and clinical trials.

bei Bilddiagnostik und klinischen Prozessen zu lösen.

In the example I shared with you today, we had two goals.

In dem Beispiel, das ich heute nannte, hatten wir zwei Ziele.

Our first goal was to reduce the number of images

Unser erstes Ziel war es, die Anzahl der Bilder zu reduzieren,

required to train artificial intelligence algorithms.

die benötigt werden, um KI-Algorithmen zu trainieren.

Our second goal -- we were more ambitious,

Unser zweites Ziel war ambitionierter,

we wanted to reduce the use of expensive medical imaging technologies

nämlich den Einsatz der teuren Bilddiagnose zu reduzieren,

to screen patients.

um die Patienten zu screenen.

So how did we do it?

Wie haben wir das gemacht?

For our first goal,

Für unser erstes Ziel haben wir,

instead of starting with tens and thousands

statt wie traditionelle KI

mit Tausenden dieser sehr teuren medizinischen Bilder zu starten,

of these very expensive medical images, like traditional AI,

we started with a single medical image.

mit einem einzelnen medizinischen Bild angefangen.

From this image, my team and I figured out a very clever way

Von diesem Bild aus fanden mein Team und ich einen cleveren Weg,

to extract billions of information packets.

Milliarden dieser Informationspakete zu extrahieren.

These information packets included colors, pixels, geometry

Diese Informationspakete beinhalteten Farben, Pixel, Geometrie

and rendering of the disease on the medical image.

und die Darstellung der Krankheiten auf den medizinischen Bildern.

In a sense, we converted one image into billions of training data points,

Wir haben quasi ein Bild in Milliarden Trainingsdaten gewandelt

und die Datenmenge massiv reduziert, die für das Training benötigt wird.

massively reducing the amount of data needed for training.

Für unser zweites Ziel, die Nutzung

For our second goal,

to reduce the use of expensive medical imaging technologies to screen patients,

teurer medizinischer Bildtechnologien beim Screening zu verringern,

we started with a standard, white light photograph,

starteten wir mit einer normalen Weißlichtaufnahme,

acquired either from a DSLR camera or a mobile phone, for the patient.

aufgenommen mit einer DSLR Kamera oder mit einer Telefonkamera für den Patienten.

Then remember those billions of information packets?

Erinnern Sie sich an die Milliarden Informationspakete?

We overlaid those from the medical image onto this image,

Wir haben diese mit den medizinischen Bildern überlagert

creating something that we call a composite image.

und etwas erschaffen, das wir Verbund-Bild nennen.

Much to our surprise, we only required 50 --

Zum unserem großen Erstaunen benötigten wir nur 50 --

I repeat, only 50 --

Ich wiederhole, nur 50 --

of these composite images to train our algorithms to high efficiencies.

dieser Verbund-Bilder, um die Algorithmen auf hohe Effizienz zu bringen.

To summarize our approach,

Zusammenfassend gesagt:

instead of using 10,000 very expensive medical images,

anstatt 10,000 dieser sehr teuren Bilder zu verwenden,

können wir nun die KI-Algorithmen auf unkonventionelle Art trainieren,

we can now train the AI algorithms in an unorthodox way,

using only 50 of these high-resolution, but standard photographs,

indem wir nur 50 dieser hochauflösenden Standard-Fotos verwenden,

die von DSLR-Kameras und Mobiltelefonen aufgenommen worden sind,

acquired from DSLR cameras and mobile phones,

and provide diagnosis.

und Diagnosen erstellen.

More importantly,

Wichtiger noch,

our algorithms can accept, in the future and even right now,

unsere Algorithmen können in der Zukunft und sogar schon jetzt,

some very simple, white light photographs from the patient,

ein paar simple Weißlichtaufnahmen des Patienten annehmen,

instead of expensive medical imaging technologies.

anstelle von teuren medizinischen Bildtechnologien.

I believe that we are poised to enter an era

Ich glaube, dass wir jetzt in eine Ära gelangen,

wo künstliche Intelligenz

where artificial intelligence

eine unglaubliche Auswirkung auf unsere Zukunft hat.

is going to make an incredible impact on our future.

Und ich glaube, dass wir neben dem Nachdenken über traditionelle KI,

And I think that thinking about traditional AI,

which is data-rich but application-poor,

die reich an Daten, aber arm an Anwendungen ist,

wir auch weiter nachdenken sollten

we should also continue thinking

about unorthodox artificial intelligence architectures,

über ungewöhnliche KI-Architekturen,

die kleine Mengen an Daten akzeptieren können

which can accept small amounts of data

and solve some of the most important problems facing us today,

und ein paar der wichtigsten Probleme, vor denen wir stehen, lösen kann,

especially in health care.

insbesondere im Gesundheitswesen.

Thank you very much.

Vielen Dank.

(Applause)

(Applaus)