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KI meets Tumorboard

Ein Team der Würzburger HNO-Klinik hat in Kooperation mit der Flensburg University of Applied Sciences das Potenzial großer KI-Sprachmodelle (LLM für Large Language Model) zur Unterstützung bei den Entscheidungen von multidisziplinären Tumorboards untersucht.

Tumorboards sind interdisziplinäre Sitzungen, in denen Fachärztinnen und Fachärzte aus verschiedenen medizinischen Bereichen wie Onkologie, Radiologie, Chirurgie und Pathologie zusammenkommen, um die beste Behandlungsstrategie für Krebspatientinnen und -patienten festzulegen. Diese Entscheidungsprozesse sind oft logistisch aufwendig und kostspielig, tragen jedoch maßgeblich zur Verbesserung der Überlebensrate von Krebspatienten bei.

LLMs wie zum Beispiel ChatGPT oder Gemini sind speziell darauf trainiert, menschliche Sprache zu verstehen, zu verarbeiten und zu generieren. LLMs basieren auf tiefen neuronalen Netzen, die durch das Training mit riesigen Mengen von Textdaten lernen, Muster in der Sprache zu erkennen. Sie sind in der Lage, menschenähnliche Antworten auf Fragen zu geben, Texte zu schreiben, zu übersetzen, Texte zu vervollständigen und viele andere Aufgaben im Zusammenhang mit Sprache zu bewältigen

Die Studie untersuchte, inwieweit verschiedene LLMs Behandlungsempfehlungen für Patientinnen und Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren abgeben können, ähnlich den Empfehlungen eines Tumorboards. Um die Leistung der Modelle zu bewerten, wurden die Ergebnisse von medizinischen Expertinnen und Experten überprüft.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Übereinstimmung der Empfehlungen mit den Entscheidungen des Tumorboards je nach Modell bis zu 86 % betrug. Einige Modelle konnten medizinisch vertretbare Entscheidungen treffen, die, selbst wenn sie von den Entscheidungen des Tumorboards abwichen, in bis zu 98 % der Fälle plausibel waren.

Die Studie legt nahe, dass die Künstliche Intelligenz zukünftig eine wertvolle Unterstützung bei der medizinischen Entscheidungsfindung bieten könnten. Das theoretische Szenario zeigt, dass dies bereits technisch möglich wäre.

 

Marc Aubreville, Jonathan Ganz, Jonas Ammeling, Emely Rosbach, Thomas Gehrke, Agmal Scherzad, Stephan Hackenberg, Miguel Goncalves. Prediction of tumor board procedural recommendations using large language models. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2024 Sep 13. doi: 10.1007/s00405-024-08947-9. Epub ahead of print. PMID: 39266750.

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Individualisierte anatomiebasierte Anpassung von CI- Audioprozessoren

Ein Team aus der HNO hat eine neue, individualisierte Anpassungsmethodik untersucht, durch die auch einseitig ertaubte Patientinnen und Patienten mit Cochlea-Implantat besser hören können.

Die farbigen Cochleae repräsentieren die akustische Frequenzverteilung im Bereich von 16-16.000 Hz und die elektrische Frequenzverteilung von 70-8500 Hz im CI-Audioprozessor. Die linke Grafik zeigt die Zuordnung des gesamten elektrischen Frequenzbereichs (in blau) von 70-8500 Hz in der standardisierten klinischen Einstellung, was zu einer erheblichen Fehlanpassung bei tiefen Frequenzen führt. Das rechte Feld zeigt die ABF-Frequenzzuweisung, wobei die untere elektrische Frequenzgrenze (in rot) in der individualisierten Programmierung nach oben verschoben wurde, um die Fehlanpassung zu verringern.

Bei der so genannten anatomiebasierten Anpassung wird nach der Cochlea-Implantation mithilfe einer verbesserten postoperativen Bildgebung und spezieller Analysesoftware die genaue Position der Elektroden im Innenohr ermittelt. Basierend auf diesen Daten wird eine individuelle Anpassung des Audioprozessors vorgenommen. 

Die Methode bietet laut Erstautorin, Privatdozentin Dr. Anja Kurz, die Chance, die Frequenz-Ort-Fehlanpassung, das heißt, die Fehlanpassung zwischen der Tonotopie der Elektrodenanordnung und der Tonotopie der Cochlea zu verringern. Die Tonotopie ermöglicht es dem Gehirn, den unterschiedlichen Frequenzen Schallwellen zuzuordnen und so komplexe Klangbilder, wie Sprache oder Musik, zu verarbeiten. Auf diese Weise konnten die Studienteilnehmenden Sprache in Störlärm besser verstehen und bewerteten ihre Klangqualität subjektiv besser. Fazit: Die anatomiebasierte Anpassung ermöglichte besseres Hören mit beiden Ohren und in lauter Umgebung. Die Untersuchungen wurden im Journal European Archives of Oto-Rhino-Laryngology publiziert. 

 

Anja Kurz, David Herrmann, Franz-Tassilo Müller-Graff, Johannes Voelker, Stephan Hackenberg, Kristen Rak. Anatomy-based fitting improves speech perception in noise for cochlear implant recipients with single-sided deafness. Eur Arch Otorhinolaryngol (2024). doi: 10.1007/s00405-024-08984-4.

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Die farbigen Cochleae repräsentieren die akustische Frequenzverteilung im Bereich von 16-16.000 Hz und die elektrische Frequenzverteilung von 70-8500 Hz im CI-Audioprozessor. Die linke Grafik zeigt die Zuordnung des gesamten elektrischen Frequenzbereichs (in blau) von 70-8500 Hz in der standardisierten klinischen Einstellung, was zu einer erheblichen Fehlanpassung bei tiefen Frequenzen führt. Das rechte Feld zeigt die ABF-Frequenzzuweisung, wobei die untere elektrische Frequenzgrenze (in rot) in der individualisierten Programmierung nach oben verschoben wurde, um die Fehlanpassung zu verringern.