Entwicklung an der TU Kaiserslautern Ich hab' Rücken: Da hilft in Zukunft die KI

05. November 2021, 16:30 Uhr

Rückenschmerzen waren vor der Corona-Pandemie schon eine echte Volkskrankheit und im Zuge von Lockdown und Homeoffice hat sich das Problem bei vielen Menschen nur noch verschlimmert. Alle haben Rücken – aber trotzdem haben nicht alle dasselbe Problem. Denn Rückenschmerzen sind nicht gleich Rückenschmerzen. Die verschiedensten Fehlstellungen und -belastungen können die Ursache sein. Künftig soll Künstliche Intelligenz dabei helfen, eine personalisierte Diagnose für jeden zu erstellen.

von Kristin Kielon

Rückengymnastik, Wärmepackungen oder Massagen: Wer Rückenschmerzen hat, versucht viel, um sie loszuwerden. Doch das alles nützt wenig, wenn man die Ursache nicht genau kennt, erklärt Carlo Dindorf von der TU Kaiserslautern. Deshalb hat der Sportwissenschaftler mit einem interdisziplinären Team eine Künstliche Intelligenz entwickelt, die das künftig ganz einfach machen soll: Einfach den Rücken scannen und man weiß genau, was den Schmerz verursacht. Was wie Science-Fiction klingt, beruht auf einer bereits etablierten Diagnosetechnik, erklärt Dindorf – der Rasterstereographie.

Es funktioniert so, dass die Patienten auf einem Laufband laufen oder eben stehen und dann eine Art Lichtgitter auf den Rücken projiziert wird. Anhand dieses Lichtgitters lassen sich Krümmungen der Lichtlinien auf dem Rücken erkennen.

Carlo Dindorf, TU Kaiserslautern

Jeder einzelne Wirbel lässt sich betrachten

Und mit deren Hilfe erstellt der Computer ein Modell der Wirbelsäule. Das funktioniere erstmals auch in der Bewegung. Nun kommen die Algorithmen ins Spiel: Die Künstliche Intelligenz vergleicht das dynamische Wirbelsäulenmodell jetzt mit einem gesunden Rücken. Jeder einzelne Wirbelkörper lasse sich einzeln betrachten, erklärt Dindorf.

Es könnte sein, dass ein bestimmter Wirbel charakterisiert wird und man sagt: Okay, die Vorneigung dieses Wirbels ist besonders entscheidend. Das könnte dann für einen Arzt oder einen Therapeuten eine Information sein, dass hier eine bestimmte Maßnahme ansetzen muss.

Carlo Dindorf

Radiologie als Vorbild

Doch noch muss die Künstliche Intelligenz einiges lernen: Das Forschungsteam füttert sie noch mit Daten von Menschen mit und ohne Rückenprobleme. Michael Fröhlich, Professor für Bewegungs- und Trainingswissenschaft an der TU Kaiserslautern, betont, dass das Kamera-basierte System eine möglichst sanfte Diagnose ermöglicht.

Das ist ein strahlungsfreies Messsystem. Das heißt, man hat nicht wie bei Röntgenstrahlen eine Exposition mit Strahlenbelastung für den Patienten, sondern es hat keinerlei Intervention oder Invasion auf den Körper.

Prof. Michael Fröhlich, TU Kaiserslautern

Fröhlich vergleicht das neue System mit KI-Systemen in der Radiologie: Dort zeige Künstliche Intelligenz bereits durch die Analyse von MRT-Bildern an, wo die Medizinerinnen und Mediziner genauer hinschauen sollten. Ganz ähnliche funktioniere das dann auch bei der Diagnose von Rückenproblemen.

"Wir bekommen Informationen von individuellen Abweichungen, Anomalien, die dann der geschulte Arzt weiter interpretieren muss und vielleicht einer Intervention zuführen sollte", erklärt der Experte. Die Behandlung kann dann personalisiert werden – also ganz individuell auf das jeweilige Problem des Patienten oder der Patientin angepasst. Doch bevor es für Rückenschmerz-Geplagte in der Arztpraxis aufs Laufband geht, dauert es noch ein paar Jahre. In vier bis fünf Jahren könnte die Technologie marktreif sein, schätzen die Forscher.