KI datiert Schwangerschaften anhand einfacher Ultraschall-Scans

Man stelle sich eine medizinische Fachkraft ohne Ultraschallausbildung vor, die eine günstige, tragbare Sonde nach einem festen Muster über den Bauch einer Schwangeren führt. Ein KI-Modell wertet das Ergebnis aus und schätzt, wie weit die Schwangerschaft fortgeschritten ist. Dieses Szenario hat ein Team von Google Research in einer prospektiven Studie getestet, die in JAMA Network Open veröffentlicht wurde. Das System lief dabei live auf mobilen Geräten in echten Kliniken.

Die Dimension des Problems ist konkret. Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass jedes Jahr mehr als 250.000 vermeidbare Todesfälle durch schwangerschaftsbedingte Komplikationen auftreten. Zwei Drittel der Menschen weltweit haben keinen Zugang zu bildgebender Diagnostik wie dem Ultraschall. Der klinische Standard zur Datierung einer Schwangerschaft beruht auf einer Fachkraft, die mehrere Querschnitte des Fötus findet und präzise vermisst. Diese Aufgabe erfordert jahrelange Ausbildung und hängt von der jeweiligen Untersuchungsperson ab. Nach den Worten der Fachärztin für Geburtshilfe und Gynäkologie Nichole Young-Lin gilt: „Unsere gesamte Vorsorge, viele unserer Behandlungen und viele Indikationen für die Geburt beruhen auf dieser zentralen Zeitachse.“

Das Modell wurde zunächst mit Ultraschalldaten aus North Carolina und Sambia trainiert, die mit mehreren kommerziellen Sonden erhoben wurden. Für die neue Studie wurde es mit einer anderen tragbaren Sonde kombiniert, der Clarius C3. Die Anpassung erforderte einen kleinen Pilotdatensatz mit 120 Schwangeren aus Chicago, etwa 6 % der ursprünglichen Trainingsdaten. Damit sollte das Modell die neue Hardware verarbeiten und das Gestationsalter auch über 36 Wochen hinaus vorhersagen können. Der Standort Nairobi, ein Netzwerk von Gemeinschaftskliniken, erhielt keinerlei Feinabstimmung. Seine Ergebnisse gelten daher als unabhängiger externer Test. Die Studie umfasste außerdem Mehrlingsschwangerschaften, die sowohl für menschliche Untersuchende als auch für automatisierte Systeme schwerer zu vermessen sind.

In der Hauptkohorte von 385 Schwangeren zwischen der 16. und 36. Woche lag der mittlere absolute Fehler der KI, also die durchschnittliche Abweichung in Tagen zwischen ihrer Schätzung und dem Referenzwert, über beide Standorte bei 4,18 Tagen. Erfahrene Sonografiefachkräfte kamen auf 4,48 Tage. In Chicago erreichte das angepasste Modell 4,10 Tage, in Nairobi ohne lokale Optimierung 4,27 Tage. Die Autoren sprechen von Nicht-Unterlegenheit: Das System erreicht den Expertenstandard, es übertrifft ihn aber nicht. In einer explorativen Analyse übertraf das Modell zudem die traditionellen Biometrieformeln bei Föten oberhalb des 90. Perzentils beim Gewicht. Die Studie stammt von den Entwicklern selbst, und ihre Ergebnisse müssen in anderen Umgebungen erst noch reproduziert werden.

Vorerst profitieren vor allem Kliniken, in denen erfahrene Sonografiefachkräfte selten sind, sowie Schwangere, die sonst möglicherweise ihre gesamte Schwangerschaft ohne einen einzigen Ultraschall verbringen würden. Ein Werkzeug, das nur wenige Tage Schulung und eine günstige Sonde braucht, könnte dort die pränatale Vorsorge ausweiten. Dies gilt aber erst nach weiterer Validierung und einem Einsatz, den die Studie nicht beschreibt. Für diesen Schritt nennt Google Research keinen Zeitplan.