Die Bedeutung und Fähigkeiten der Künstlichen Intelligenz (KI) entwickeln sich rasant weiter. In diesem Artikel gehen wir auf die wesentlichen Berührungspunkte von Künstlicher Intelligenz, Chatbots und deren medizinisches Potenzial sowie deren Anwendung in der Zahntechnik und Stomatologie ein.
Was sind Chatbots und künstliche Intelligenz?
Auf LLM (Large Language Model) basierende Chat-Generierungstools wie ChatGPT oder Googles Med-PaLM haben ein großes medizinisches Potenzial. Ihr unregulierter Einsatz im Gesundheitswesen birgt jedoch inhärente Risiken, argumentiert Professor Stephen Gilbert. Chatbots sind Sprachmodelle – neuronale Netze mit bemerkenswerten Gesprächsfähigkeiten. Sie erzeugen menschliche Reaktionen und führen interaktive Gespräche. Darüber hinaus generieren sie häufig äußerst überzeugende Behauptungen, die möglicherweise offensichtlich falsch sind oder keinen spezifischen Bezug zur gestellten Frage haben. Deren Antwort könnte unangemessen erscheinen. Bisher ist es noch nicht möglich, die Qualität, Gültigkeit oder Zuverlässigkeit der von ChatGPT, Google Bard, Jasper Chat, Chat Spot, Bing Chat, Perplexity und anderen ähnlichen Softwaresystemen generierten Antworten zu überprüfen.
KI–Chatbots
Wie wir bereits gesagt haben, handelt es sich bei Chatbots um Sprachmodelle oder Softwareanwendungen, die dazu dienen, ein Gespräch zu führen. Das sind Computerprogramme, die in der Lage sind, mit einem Benutzer ein Gespräch zu führen, dessen Absicht zu verstehen und auf der Grundlage vordefinierter Regeln und Daten zu reagieren. Der Unterschied zu Kl-Chatbots (das sind Chatbots mit integrierter künstlicher Intelligenz wie zum Beispiel ChatGPT) besteht darin, dass sie aus früheren Gesprächen lernen und ihre Antworten verbessern. Einfachere Chatbots arbeiten nur auf der Grundlage voreingestellter Algorithmen. Das Problem besteht darin, dass das Internet voller falscher Informationen ist. Kl reguliert sich selbst, ohne das kritische Denken, dass dem Menschen eigen ist.
Die gefährliche Selbstbehandlung
Patienten geben ihre Symptome häufig im Internet ein, suchen nach Medikamenten und versuchen, sich selbst zu behandeln. Suchmaschinen spielen bei der Entscheidungstreffen eine wichtige Rolle. Dr. Benjamin Tolchin, Neurowissenschaftler und Ethiker an der Yale Universität, sagt, er sei es gewohnt, Patienten zu sehen, die ihre Symptome im Internet nachgeschlagen hätten, bevor sie zu ihm kamen, eine Praxis, von der Ärzte seit langem abzuraten versuchen. „Dr. Google“ ist für seinen Mangel an Kontext bekannt und neigt dazu, unzuverlässige Quellen heranzuziehen. Dies gilt leider auch für KI-Chatbots. Abgesehen davon, dass das Internet voller falscher Informationen ist, die von einem Laien als falsche Krankheit interpretiert werden könnten, können Selbstdiagnose und falsche Behandlung noch mehr Schaden anrichten und sogar zum Tod führen.
Immer mehr „vernünftig aussehende“ Antworten
ChatGPT wurde erst kürzlich eingeführt, aber Dr. Tolchin sagt, mindestens zwei Patienten hätten ihm bereits erzählt, dass sie es zur Selbstdiagnose von Symptomen oder zur Suche nach Nebenwirkungen von Medikamenten verwendet hätten. Die Antworten von Kl waren vernünftig, „was im Hinblick auf das zukünftige Potenzial sehr beeindruckend und ermutigend ist“, sagt der Neurologe.
Die Integration von LLM-Chatbots in Suchmaschinen könnte das Vertrauen der Benutzer in die Antworten eines Chatbots stärken, der menschliche Gespräche nachahmt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass LLMs bei medizinischen Problemen äußerst gefährliche Informationen liefern. „Diese Chatbots sind gefährliche Werkzeuge, wenn es um medizinische Beratung geht, und es müssen neue Rahmenbedingungen entwickelt werden, um die Patientensicherheit zu gewährleisten“, sagt Prof. Stephen Gilbert, Professor für Medizingeräte-Regulierungswissenschaft am Else Kröner Fresenius-Zentrum für digitale Gesundheit der TU Dresden , Deuschland. Tolchin und andere befürchten, dass Chatbots eine Reihe von Fallstricken bergen, darunter Unsicherheit über die Richtigkeit der Informationen, die sie den Menschen geben, Bedrohungen für die Privatsphäre sowie rassistische und geschlechtsspezifische Vorurteile, die in dem Text verwurzelt sind, auf den die Algorithmen zurückgreifen. Es werden auch Fragen dazu gestellt, wie Menschen die Informationen interpretieren.
Warum können LLMs keine vertrauenswürdige medizinische Quelle sein?
Der grundlegende LLM-Ansatz beinhaltet kein medizinisches „Ground Truth“-Modell, was gefährlich ist. „Ground Truth“ ist eine Prozessmethode, die sicherstellt, dass die Daten, auf denen die Analyse basiert, aktuell, genau, vollständig und gut gepflegt sind. LLMs mit Chat-Schnittstellen (verschiedene KI-Chatbots) haben bereits schädliche medizinische Reaktionen hervorgerufen und wurden ohne deren Zustimmung in Patientenstudien eingesetzt. Fast jeder medizinische Anwendungsfall für LLM erfordert eine behördliche Aufsicht in der EU und den USA.
Laut Prof. Gilbert „erfüllen aktuelle LLM-Chatbots nicht die Schlüsselprinzipien für KI im Gesundheitswesen, wie z. B. Voreingenommenheitskontrolle, Erklärbarkeit, Aufsichtssysteme, Validierung und Transparenz.“ Für eine erfolgreiche Integration müssen Chatbots mit größerer Genauigkeit, Sicherheit und klinischer Wirksamkeit entwickelt werden, um von den Aufsichtsbehörden nachgewiesen und genehmigt zu werden.
Kl als Kommunikationsmittel
In den letzten Jahren hat sich die Ausübung der Medizin jedoch zunehmend ins Internet verlagert. Während der COVID-Pandemie ist die Zahl der Nachrichten von Patienten an Ärzte über digitale Portale um mehr als 50 Prozent gestiegen. Viele medizinische Systeme nutzen bereits einfachere Chatbots, um Aufgaben wie die Terminvereinbarung und die Bereitstellung allgemeiner Gesundheitsinformationen für Menschen auszuführen. „Es ist ein komplizierter Bereich, weil er sich so schnell weiterentwickelt“, sagt Nina Singh, eine Medizinstudentin an der NYU, die KI in der Medizin studiert.
Derzeit sind Chatbots bereits ein relativ beliebtes Mittel, um beispielsweise einen Termin beim Zahnarzt zu vereinbaren und Antworten auf häufig gestellte Fragen zu geben, die keinen medizinischen Fall betreffen. Dies spart Zahnkliniken Zeit und Ressourcen, verbessert Arbeitsabläufe und das Patientenerlebnis selbst. Chatbots werden auch in anderen Umgebungen eingesetzt, beispielsweise in Online-Shops, bei Lieferanten und anderen, die unterschiedliche Dienstleistungen oder Waren anbieten.
Kl Upgrades
Gut belesene LLM-Chatbots können die Zusammenarbeit zwischen Arzt und KI – und sogar die Diagnose – auf ein neues Niveau heben. In einer im Februar auf dem Preprint-Server medRxiv veröffentlichten Studie, die noch nicht von Experten begutachtet wurde, verfassten der Epidemiologe Andrew Beam von der Harvard University und seine Kollegen 48 Aussagen, die als Beschreibungen der Symptome von Patienten formuliert waren. Als sie diese Daten an GPT-3 von Open KI weiterleiteten – die Version des Algorithmus, der damals ChatGPT zugrunde legte – enthielten LLMs drei potenzielle Diagnosen in 88 Prozent der Fälle die richtige Diagnose. Im Vergleich dazu könnten Ärzte dies in 96 Prozent der Fälle tun, wenn sie die gleichen Anweisungen erhielten, während es Menschen ohne medizinische Ausbildung in 54 Prozent der Fälle schafften.
Künstliche Intelligenz in der Zahnmedizin
Sowohl in der Medizin als auch in Mundpflegeprozessen hat künstliche Intelligenz ein enormes Potenzial. Man könnte die Patientenversorgung verbessern und das Gesundheitswesen zu revolutionieren. Derzeit wird KI in der Zahnmedizin bereits für verschiedene Zwecke eingesetzt. Z.B. Identifizierung normaler und abnormaler Strukturen, Diagnose von Krankheiten und Vorhersage von Behandlungsergebnissen. KI wird in der Zahnheilkunde vor allem als diagnostisches Hilfsmittel zur Erkennung einer Reihe von Pathologien auf 2D- und 3D-Röntgenstrahlen eingesetzt, darunter unter anderem Zahnkaries, Parodontitis und/oder Knochenschwund.
Es gibt auch KI-basierte Lösungen zur Durchführung klinischer Analysen von Bildern und 3D-Dateien, zur Verfolgung und Vorhersage von Zahnbewegungen in einer virtuellen Umgebung sowie zur Erstellung fotorealistischer Simulationen. All dies trägt dazu bei, Daten schneller zu analysieren und Entscheidungen über Diagnose und Behandlung zu treffen. Ziel ist das Fehlerrisiko zu verringern.
Kl in der Zahntechnik:
KI ist in Dentallaboren weit verbreitet und spielt in der zahnmedizinischen Ausbildung eine zunehmende Rolle. Der Aufbau von Zahnstrukturen mithilfe von CAD/CAM-Systemen verbessert und beschleunigt die Wiederherstellungs- und Behandlungsprozesse erheblich. Durch den Einsatz KI-gesteuerter Simulations- und Prozessoptimierungstechniken können Dentallabore ihre 3D-Druckparameter optimieren, um optimale Ergebnisse in Bezug auf Genauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und mechanische Eigenschaften zu erzielen. Dies ermöglicht es Dentallaboren, Restaurationen herzustellen, die genau den funktionellen und ästhetischen Anforderungen jedes einzelnen Patienten entsprechen und gleichzeitig den Materialabfall minimieren und die Herstellungskosten senken.
Eine weitere bedeutende Anwendung von KI im Dentallabor ist der Einsatz von Algorithmen zur automatisierten Gestaltung von Zahnrestaurationen. Dabei handelt es sich um Produkte wie Kronen, Brücken und Zahnersatz. Durch die Analyse großer Datensätze zahntechnischer Fälle und auf der Grundlage der “Best Practices” erfahrener Zahntechniker können diese Algorithmen in viel kürzerer Zeit, als dies ein Zahntechniker tun würde, hochpräzise und ästhetisch ansprechende Restaurationsentwürfe erstellen Dies erhöht nicht nur die Produktivität von Dentallaboren, sondern trägt auch dazu bei, das Risiko menschlicher Fehler zu reduzieren und eine gleichbleibend hohe Qualität aller Restaurationen sicherzustellen.
Entscheidungen treffen
Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass auch bei einem invasiveren Einzug der Kl in das Gesundheitswesen die Spezialisten das letzte Wort haben müssen. Sowohl bei der KI als auch bei der menschlichen Diagnose gibt es nie eine 100-prozentige Sicherheit, aber mit Hilfe der KI können Spezialisten Fehler minimieren. Kl spielt eine wichtige Rolle bei der Qualitätskontrolle und Inspektion von Zahnrestaurationen.
Es gibt sinnvolle Softwarelösungen, die ohne künstliche Intelligenz auskommen und vom Zahntechniker selbst bedient werden können. Der Vorteil besteht darin, dass Zahntechniker mit großen Informationsdatenbanken arbeiten können, die von der Software verarbeitet und gefiltert werden können. Gleichzeitig wird jedoch das Risiko von Fehlern verringert, die durch ein KI-basiertes Programm verursacht werden können. Ein solches Softwareprodukt ist beispielsweise AMOSYS. Bei der Planung der Aufgaben der Zahntechniker verfügt AMOSYS über einen Algorithmus, der den freisten Zahntechniker im Zeitraum für die Planung der Aufgaben der Herstellung des Produkts anzeigt. Obwohl es sich nicht um künstliche Intelligenz handelt, handelt es sich bei AMOSYS um eine komplexe Implementierung, die die Arbeitsabläufe im Labor erheblich verbessern könnte.
Fazit
Die größte Sorge der Experten ist, dass Kl in die Falle der Fehlinformation tappen könnte. Prof. Gilberts Behauptungen, unterschiedliche Normen und einen medizinischen Algorithmus für die Verwendung von Kl in Diagnose und Behandlung zu schaffen, haben das Potenzial, Ärzten bei der Diagnose zu helfen, den Prozess zu beschleunigen und die Informationen für die Patienten selbst leichter verständlich zu machen. Es ist jedoch zu beachten, dass der Internetraum derzeit ein freies Netzwerk ist, das nicht vor schädlichen und falschen Informationen geschützt ist, und dass erhebliche Änderungen erforderlich sind, damit Chatbots weit verbreitet in der Medizin Einzug halten können. Kl wird in der einen oder anderen Form bereits verwendet, der menschliche Faktor bleibt jedoch der dominierende Faktor. Daher erweisen sich Software wie AMOSYS, die die Interaktion zwischen den Algorithmen und den Spezialisten als gute Alternativlösung selbst integriert.
Quellen:
- Clifford Chi. 18 der besten KI-Chatbots für 2023 (24.08.2023); https://blog.hubspot.com/marketing/best-ai-chatbot
- Prof. Stephen Gilbert. Gefährliche Chatbots: Prof. Stephen Gilbert fordert ihre Zulassung als Medizinprodukt (08.07.2023); https://www.ztm-aktuell.de/management/recht/story/gefaehrliche-chatbots-prof.-stephen-gilbert-fordert-zulassung-als-medizinprodukt__12775.html
- Sarah Reardon. KI-Chatbots können Krankheiten zu Hause diagnostizieren. Wie gut sind sie? (31.03.2023);https://www.scientificamerican.com/article/ai-chatbots-can-diagnose-medical-conditions-at-home-how-good-are-they/
- Dr. Ahmad Al-Hasini. Die Rolle von Кl in der Zahnheilkunde (31.03.2023); https://instituteofdigitaldentistry.com/news/the-role-of-ai-in-dentistry/
- Grace Lau, Chatbot-Gespräch: Wie KI-Chatbots die Zahnarztpraxis verändern. (03.06.2022); https://www.oralhealthgroup.com/features/chatbot-talk-how-ai-chatbots-are-changing-the-dentists-office/
- Dr. Liji Thomas. Rezensiert von Sophia Coveney. Die Vor- und Nachteile von Chatbots im Gesundheitswesen. (04.05.2022); https://www.news-medical.net/health/The-Pros-and-Cons-of-Healthcare-Chatbots.aspx
- Brendan Day. Wie künstliche Intelligenz die Zahntechnik vorantreibt. (23.09.2023); https://www.dental-tribune.com/news/how-artificial-intelligence-is-driving-dental-technology/
- Thomas T. Nguyen, Robert Durand, Oleksa Bilanyuk et al. Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) in der Zahnmedizin (2021); https://www.dentalnews.com/2021/10/08/artificial-intelligence-ai-dentistry/