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Google erkennt kardiale Risiken am Augenhintergrund

Mittwoch, 21. Februar 2018

Der Augenhintergrund verrät viel über den Zustand des Blutkreislaufs. So erkennt jeder Augenarzt auf den ersten Blick, ob sein Patient seit Längerem an Diabetes leidet oder einen hohen Blutdruck hat. Mit einer von Google entwickelten Software verrät der Augenhintergrund noch einiges mehr, etwa das Geschlecht und das ungefähre Alter des Patienten, ob er Raucher ist und wie hoch (ungefähr) sein Blutdruck ist. 

Ein Team um Lily Peng von Google Research in Mountain View, Kalifornien hat die Rechner der Firma mit den Bildern von 284.335 Funduskopien und Angaben zu Alter, Geschlecht, Blutdruck, Body-Mass-Index (BMI) und teilweise auch dem HbA1c gefüttert. Dann wurde eine Software zum maschinellen Lernen aktiviert. Sie sollte einen Algorithmus entwickeln, mit dem sie allein aus den Funduskopien auf die Patienten­eigen­schaften und Risikofaktoren schließen konnte.

Die Software bestand den anschließenden Test an zwei weiteren Gruppen mit 12.026 und 999 Teilnehmern recht gut. Beim Alter betrug die mittlere Abweichung nur 3,26 Jahre, das Geschlecht wurde zu 97 Prozent erkannt, der Raucherstatus zu 71 Prozent. Beim systolischen Blutdruck betrug die Abweichung im Mittel 11,23 mmHg, beim diastolischen Blutdruck 6,42 mmHg. Der BMI wurde im Mittel bis auf 3,29 Punkte richtig geschätzt. Beim HbA1c lag die Software im Mittel nur um 1,39 Prozent daneben. 

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Der Clou war aber, dass die Software allein anhand des Augenhintergrunds die Fünf-Jahres-Wahrscheinlichkeit eines schweren kardialen Ereignisses annähernd so gut vorhersagte wie der HeartScore der European Society of Cardiology, der das Risiko aus den Faktoren Geschlecht, Alter, Rauchen, systolischer Blutdruck und Gesamtcholesterin ermittelt.

Der Google-Algorithmus erreichte in der ROC-Kurve einen AUC-Wert von 0,70, der Wert für den HeartScore betrug 0,72. Wenn dem Google-Algorithmus noch Alter, systolischer Blutdruck, BMI, Geschlecht und Raucherstatus verraten werden, ist er mit einem AUC-Wert von 0,73 dem HeartScore sogar überlegen. (Ein AUC-Wert von 0,5 gibt einen bloßen Zufall an, der AUC-Wert von 1,0 entspräche einer exakten Diagnose).

Im Prinzip könnte der Augenhintergrund die Bestimmung des Gesamtcholesterins und damit eine Blutprobe (zur Bestimmung des Gesamtcholesterins) überflüssig machen. Im ärztlichen Alltag spielt dies sicherlich keine Rolle. Epidemiologische Unter­suchungen könnten durch die Software dann erleichtert werden, wenn einmal keine Blutwerte zur Verfügung stehen.

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