Wie kann die Informatik helfen, neue Behandlungsmethoden in der Medizin zu finden?

Die wachsende Rolle der Informatik im Gesundheitswesen

Die Informatik hat die heutige Welt massiv beeinflusst, von der Landung von Menschen auf dem Mond bis zum Betrieb von Fabriken ohne menschliche Hilfe. Die Gesundheitsbranche bildet da keine Ausnahme, denn sie setzt die Informatik unter anderem bei der Entdeckung von Arzneimitteln und künstlicher Intelligenz in der medizinischen Forschung und Entwicklung ein.

Was ist Informatik?

Informatik, oder einfach CS, ist die Lehre von Computern und Rechensystemen. Im Gegensatz zu Elektro- und Computeringenieuren, die sich auf die Hardware konzentrieren, befassen sich Informatiker hauptsächlich mit Software und Softwaresystemen, wie sie auf Computern im Gesundheitswesen laufen: die ihnen zugrunde liegenden Berechnungsprinzipien und -theorien, die Wechselwirkungen zwischen Software und Hardware und die Auswirkungen von Computern auf die Gesellschaft.

Die Themen, die man in der Informatik finden kann, sind zahlreich:

Künstliche Intelligenz (siehe unten)

Computersysteme und Netzwerke

Cybersicherheit

Datenbanksysteme

Mensch-Computer-Interaktion

Numerische Analyse

Programmierung

Software-Entwicklung

Theorie der Datenverarbeitung

Sehen und Grafik

Die Rolle der Informatik in der medizinischen Forschung

Medizinische Forscher nutzen die Informatik in erster Linie zur Verarbeitung großer Datenmengen. Ein Beispiel sind die elektronischen Krankenakten (EMR), die von Krankenhäusern und Gesundheitseinrichtungen erstellt werden. Ein anderer Datensatz ist die riesige Anzahl von Substanzen und deren Kombinationen, die von der pharmazeutischen Industrie in der Arzneimittelforschung verwendet werden.

Sobald die Forscher diese Datensätze verarbeitet haben, kann die Informatik auch dazu eingesetzt werden:

Analyse biologischer Daten, wie Proteinstrukturen und DNA-Sequenzen. Auf dieser Grundlage können Forscher die Funktion von Genen vorhersagen, was zu neuen Gentherapien und Medikamenten führen könnte.

Identifizierung von Krankheitserregern, Verfolgung ihrer Muster in der Bevölkerung und Vorhersage möglicher Folgen. Informatiker können anhand der Ergebnisse Computersimulationen und Modellszenarien erstellen, um Hypothesen über neue Behandlungen effizienter zu testen.

Nutzung der EMR und anderer Gesundheitsdaten wie Entlassungsberichte, um neue Medikamente zu entwickeln, Behandlungen zu entwerfen und klinische Studien durchzuführen.

Erfassung, Untersuchung und Auswertung von Bevölkerungsdaten, z. B. der Inanspruchnahme von Notaufnahmen durch wirtschaftlich Benachteiligte. Die Ergebnisse können dann für die Entwicklung der öffentlichen Gesundheitspolitik genutzt werden.

Die Informatik wird auch außerhalb der medizinischen Forschung ausgiebig genutzt, unter anderem dank der digitalen Transformation des Gesundheitswesens. Die Entwicklung von Webportalen, mobilen Gesundheits-Apps, Wearables, medizinischen Geräten und Ausrüstungen sowie die Telemedizin können auf die Informatik zurückgeführt werden.

Auswirkungen der künstlichen Intelligenz auf CS und die medizinische Forschung

Bei der künstlichen Intelligenz geht es darum, dass Maschinen Aufgaben ausführen, die normalerweise nur Menschen erledigen können: logisches Denken, Entscheidungsfindung, Problemlösung usw. Es handelt sich um ein relativ neues Gebiet der Computerwissenschaft. Informatiker setzen KI-Computer in der medizinischen Forschung auf verschiedene Weise ein.

Präzise Diagnosen: Ärzte sammeln große Mengen an Informationen über ihre Patienten, von deren Symptomen über Testergebnisse bis hin zur Krankengeschichte. KI kann solche komplexen medizinischen Datensätze analysieren und den Ärzten helfen, genauere Diagnosen zu stellen und gleichzeitig das Risiko von Fehldiagnosen zu verringern.

Personalisierte Medizin: Informatiker haben KI-Systeme entwickelt, die Patientendaten auf der Grundlage individueller genetischer, lebensstilbezogener und umweltbedingter Faktoren sortieren. Die KI kann dann auf der Grundlage der Ergebnisse maßgeschneiderte Behandlungspläne empfehlen.

Medizinische Bildgebung: KI-Algorithmen können medizinische Bilder wie Röntgenaufnahmen und MRTs analysieren, um Anomalien viel schneller und detaillierter zu erkennen als ein Radiologe aus Fleisch und Blut. In Verbindung mit computergestützter Diagnose können solche Computer die Spezialisten entlasten, damit sie komplexere Fälle behandeln können.

Prädiktive Analytik: KI-fähige PCs können Patientendaten sortieren, um Muster zu erkennen und potenzielle Gesundheitsprobleme vorherzusagen. Gesundheitsdienstleister können dann vorbeugende Maßnahmen ergreifen, um ein längeres und produktiveres Leben ihrer Patienten zu gewährleisten.

Virtuelle Assistenten: Die Informatik entwickelt KI-gestützte virtuelle Assistenten (VAs) wie den beliebten ChatGPT, die Patienten mit personalisierten Gesundheitsinformationen und -beratung versorgen. Die Gesundheitsbranche hofft, dass solche virtuellen Assistenten die Belastung des medizinischen Personals verringern und einem Burnout der Ärzte vorbeugen.

Computerwissenschaft durch Cybernet-Computer vorantreiben

Die Informatik (CS) ist ein interdisziplinäres Fachgebiet, das die Feinheiten von Computern und ihre tiefgreifenden Auswirkungen auf die Gesellschaft erforscht. Ein faszinierender Anwendungsbereich ist die medizinische Forschung, in der die Informatik eine wichtige Rolle bei der Verwaltung komplexer Datensätze und der Nutzung künstlicher Intelligenz (KI) spielt. Die Anwendungen von CS sind heute sehr vielfältig, insbesondere im Gesundheitswesen, wo sie von der Entdeckung innovativer Medikamente bis hin zu Fortschritten in der medizinischen Forschung und Entwicklung alles unterstützen.

Die KI, die sich als einer der spannendsten Zweige innerhalb der CS herauskristallisiert, bietet zahlreiche Anwendungen zur Verbesserung der Patientenversorgung und der Behandlungsprotokolle.

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