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Wie künstliche Intelligenz hilft, Krankheiten zu bekämpfen

Die Herausforderungen im Gesundheitswesen sind gewaltig. Die Kosten steigen, das Geld ist knapp und die Margen sinken. Gleichzeitig fehlt es an Pflegepersonal, die vorhandenen Fachkräfte sind überarbeitet. Kliniken müssen effizient wirtschaften, um Patienten die bestmögliche Versorgung zu gewährleisten – und gleichzeitig Datensicherheits- und Compliance-Anforderungen bei der Verarbeitung der anfallenden Daten sicherstellen.

Der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) kann dabei helfen, dieses Dilemma zu lösen. Algorithmen werden immer besser in dem, was sie tun – und sie arbeiten exakt, schnell und günstig. KI unterstützt in der Medizin und Forschung dabei, Patienten besser zu versorgen, indem beispielsweise Krankheiten früher erkannt werden können. Mit ihrer Hilfe könnten unter anderem die Gesundheitsausgaben in Europa in den kommenden zehn Jahren um einen dreistelligen Milliardenbetrag gesenkt werden, so das Ergebnis der PwC-Studie „Sherlock in Health – How artificial intelligence may improve quality and efficiency, whilst reducing healthcare costs in Europe“. Des Weiteren haben die meisten Patienten keine Berührungsängste: 54 Prozent wären demnach schon heute bereit, sich auf KI und Robotik in der Medizin einzulassen.

KI, ML und DL als medizinische Unterstützung

Algorithmen können in der Medizin auf unterschiedliche Weisen genutzt werden. KI beschäftigt sich mit Methoden, bei denen Computertechnologien es ermöglichen, menschliches Verhalten zu imitieren. Im Rahmen der medizinischen Bildgebung kann KI beispielsweise schnell Anomalien identifizieren, die für das menschliche Auge zu winzig erscheinen – oder große Datenmengen durchforsten. Ein Computertomograph erzeugt bis zu 640 Schnittbilder bei einem einzigen Scan. Wenn ein Radiologe sie ansehen und bewerten müsste, wäre das mit einem sehr hohen Zeitaufwand verbunden. Eine spezielle KI-Applikation kann die Bilder dagegen schnell analysieren und diejenigen markieren, welche Anomalien aufweisen. Die Radiologen können sich damit auf ihre Hauptaufgaben konzentrieren – Diagnose und Heilung. 

Ein weiteres Anwendungsgebiet von künstlicher Intelligenz innerhalb der Medizin ist der Einsatz von Intelligent Agents (IA), zum Beispiel für die Überwachung von Vitalwerten von Patienten oder als Kontrollmechanismus für die Arbeit des Pflegepersonals, der Ärzte oder Apotheker. Die Anwendungen überprüfen dann automatisch, ob die verschriebenen Medikamente und Therapien zum Krankheitsbild und zu den Werten des Patienten passen. 

Anwendungen aus dem Teilbereich der KI „Maschinelles Lernen (ML)“ lernen eigenständig dazu, je mehr Daten erfasst werden. Chirurgen können ML beispielsweise als Unterstützung verwenden, um den richtigen orthopädischen Eingriff nach einer Sportverletzung vorzubereiten. Die Technologie analysiert Patientendaten und kann die Unterschiede bei Knieverletzungen unterschiedlicher Sportarten sichtbar machen. So stehen dem Arzt detaillierte Informationen zur Verfügung, auf deren Basis er die Behandlung fortsetzt.

Deep Learning (DL) wiederum gilt als Teilbereich von ML und geht noch einen Schritt weiter, indem die Algorithmen nicht nur in der Lage sind, selbständig dazuzulernen, sondern sich auch kontinuierlich zu verbessern. So werden große Datenmengen verarbeitet, aus denen Wissenschaftler mögliche neue Erkenntnisse für Behandlungserfolge gewinnen können. Mit Hilfe von DL lassen sich beispielsweise bisher unbekannte Verbindungen zwischen bestimmten demografischen oder genetischen Indikatoren und unterschiedlichen Krankheiten aufdecken. Ebenso gibt es DL-Algorithmen, die mithilfe großer Datenmengen so trainiert werden, dass sie kleinste Veränderungen in der Zellstruktur erkennen können, die beispielsweise zu Brustkrebs führen. Die Fehlerquote bei der Brustkrebserkennung kann damit um bis zu 85 Prozent sinken, so eine Untersuchung von NVIDIA.

Komplexe KI-Projekte benötigen eine passende IT-Infrastruktur

Damit KI, ML und DL im Gesundheitswesen effektiv eingesetzt werden können, gibt es einige Grundvoraussetzungen. Zunächst einmal sind große Datenbestände notwendig. Diese werden genutzt, um die Algorithmen zu trainieren, damit sie akkurat und autonom arbeiten sowie Muster erkennen und genaue Vorhersagen treffen können. Dabei gilt es so viele Daten wie möglich zu berücksichtigen, unabhängig ob sie über verschiedene Systeme verteilt sind, aus unterschiedlichen Quellen stammen oder von mehreren unterschiedlichen Sensoren gesammelt wurden. Jedoch sollten sie eine hohe Datenqualität aufweisen. Darüber hinaus kann es sich um verschiedene Typen von Daten handeln (strukturiert, semi-strukturiert, unstrukturiert), die sich dynamisch entwickeln und verändern. 

Damit Daten überall dort verfügbar sind, wo sie gebraucht werden, gilt es Datensilos aufzulösen und miteinander zu verknüpfen. KI-Projekte stellen somit hohe Anforderungen an die IT-Infrastruktur hinsichtlich Datenverfügbarkeit und Datenqualität, Skalierbarkeit, Informationssicherheit sowie Genauigkeit mit hohen Ansprüchen an die Performance. Eine solch komplexe KI-Umgebung selbst zu planen, zu implementieren und zu unterhalten stellt viele Unternehmen vor große Herausforderungen. Es gibt jedoch schon umfassende Lösungen am Markt. Beispielsweise bietet NetApp zusammen mit NVIDIA und Cisco eine Lösung für die genannten Herausforderungen: ONTAP AI. Diese Architektur vereinfacht das komplette Datenmanagement: Informationen werden über das System sicher erfasst, weitergeleitet und verarbeitet, zum Training verwendet und analysiert.

ONTAP AI basiert auf einer verifizierten Architektur, die NVIDIA DGX-1 GPU‘s mit NetApp All Flash FAS Storage und Cisco Netzwerken zusammenführt und die Effizienz Ihrer KI-/DL-Umgebungen steigert. Herzstück von ONTAP AI ist die NVIDIA DGX-1, ein vollständig integriertes und sofort einsatzbereites Hardware- und Softwaresystem, das speziell für DL entwickelt wurde. Die DGX Plattform nutzt den Deep-Learning-Software-Stack der NVIDIA GPU Cloud, der für maximale GPU-beschleunigte DL-Performance optimiert wurde. Mit dem schnellen All-Flash-Storage und den weltweit ersten End-to-End NVMe-Technologien sorgen NetApp All Flash FAS Systeme für einen kontinuierlichen Datenfluss. So wird sichergestellt, dass die DGX-GPUs optimal mit Daten zur Verarbeitung versorgt werden und somit ein Flaschenhals hinsichtlich Datenbereitstellung durch die Storage-Systeme vermieden wird. 

Schnelle Diagnose

ONTAP AI kommt beispielsweise bei „BacillAi“ zum Einsatz, einem System zur Behandlung von Tuberkulose der Technologieberatungsfirma Cambridge Consultants. Tuberkulose ist die zweithäufigste Todesursache in Entwicklungsländern, da die Krankheit mit einer aufwendigen Diagnose verbunden ist: Zellen einer Speichelprobe müssen unter dem Mikroskop gezählt werden. Doch dafür gibt es nur wenig ausgebildetes medizinisches Personal. BacillAi vereinfacht diesen Schritt – und liefert zudem genauere und schnellere Ergebnisse. Ein Smartphone nimmt die Bilder der Speichelprobe von einem Standardmikroskop auf. Der DL-Algorithmus identifiziert Tuberkulose-Zellen, zählt sie und bestimmt das Stadium der Krankheit. Die Diagnose erhält der medizinische Mitarbeiter über eine App – somit ist das Ergebnis der Untersuchung zudem digitalisiert.

Fazit 

Künstliche Intelligenz kann das Gesundheitswesen revolutionieren. Unternehmen müssen dafür große Datenmengen aus unterschiedlichen Quellen erfassen, vorbereiten, verschieben, auf sie zugreifen und sie schützen. Damit KI, ML und DL-Projekte erfolgreich sind, brauchen Unternehmen aber eine effiziente Daten-Pipeline und eine Architektur, die eine hohe Performance, Sicherheit und Skalierbarkeit ermöglicht.

Weiter Informationen zum Thema finden Sie HIER.

NetApp INSIGHT™ 2020

Erleben Sie mit uns gemeinsam die NetApp INSIGHT™ 2020 am 24. und 25. März 2020 in Berlin! Wir zeigen Ihnen, wie Sie mit Ihrer eigenen Data Fabric Ihre hybride Multi-Cloud-Umgebung aufbauen können. Und das Beste? Sie hören nicht nur unsere Experten über die Data Fabric sprechen – Sie lernen, wie Sie Ihre eigene Data Fabric aufbauen können.

Verändern Sie Ihre Welt mit Daten.

Erfahren Sie gemeinsam mit anderen NetApp Kunden und Partnern, wie Sie mit Hilfe von Daten Innovation vorantreiben und so den Einsatz von KI und Ihre Applikationsentwicklung beschleunigen können. Tauschen Sie sich mit Gleichgesinnten aus und entdecken Sie neue Möglichkeiten, wie alle Unternehmensbereiche von der Leistungsfähigkeit der Cloud profitieren können. Lernen Sie NetApp Technologie in der Praxis kennen. Gewinnen Sie in interaktiven Breakout-Sessions tiefgehende Einblicke. Und auch der Spaß kommt dabei nicht zu kurz. 

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Die Tickets für unsere regionalen INSIGHT Veranstaltungen in EMEA sind in diesem Jahr kostenfrei. Wir bitten Sie jedoch, Ihre Anreise und Unterkunft individuell zu organisieren. Weitere Informationen finden Sie unter insight.netapp.com.

Herzliche Grüße,

Ihr NetApp INSIGHT Berlin Team

Whitepaper „Data-Management“: Wenn Daten auf Reisen gehen

Datenmanagement ist heutzutage ein komplexes Thema und schon lange nicht mehr nur die Aufgabe der Abteilung „EDV“. Unstrukturierte Daten von Sensoren, Maschinen und Anlagen haben einen langen Weg durch das Unternehmen, bevor sie Mehrwerte liefern.

Innovative, digitale Kundenservices erfordern neue Infrastrukturen und Cloudanwendungen in der Umsetzung. Wie Sie mit Ihren Daten auf Reisen gehen, ohne unnötige Risiken einzugehen, zeigt Ihnen das gut gelaunte Autorenteam in der praktischen Sommerausgabe dieses Whitepapers. Erfrischend geschrieben, konstruktiv beispielhaft und mit einer optischen Aufmachung, die auch am Strand einen guten Eindruck macht.

Die gut umgesetzte Idee der Autoren können Sie sich als Download oder sogar als Taschenbuch kostenlos zuschicken lassen. Auf der Website www.pack-die-daten-ein.de werden Sie fündig. Wer sich schnell auf die Datenreise begibt, wird belohnt. Das Autorenteam bedankt sich bei den ersten 25 Lesern für ihr Interesse mit einer Original OGIO-Reisetasche. Ob Download oder Taschenbuch, es ist ein sehr angenehmer Service und Bereicherung für die Sommerreise.

Whitepaper - Pack die Daten ein

NetApp Technologie Forum Nord/Ost

Sehr geehrter Kunden und Technik-Enthusiasten,

mehr wissen ist immer gut und ein hervorragender Grund das NetApp Technologie Forum Nordost zu besuchen. Unter dem Motto „aus der Region für die Region“ und bei unserem Kunden und Gastgeber der Medizinische Hochschule Hannover erfahren Sie, wie NetApp mit der Data Fabric die Konstitution Ihrer Dateninfrastruktur in Zeiten der Digitalisierung stärken kann.

Entdecken Sie das Neueste rund um HCI und unsere Cloud-Dienste sowie Aktuelles rund um ONTAP. Erste Hilfe, Absicherung, Vorsorge und Überwachung sind ebenso im Angebot wie KI vom Feinsten mit Nvidia, Hadoop, NVMe, Objektspeicher und Container-Orchestrierung. Speziell für Ihre Transformations-Beschwerden haben wir in der Session „Kunden fragen Kunden“ eine Selbsthilfegruppe mit NetApp Moderation vorgesehen.

Ihren Tagesablauf bestimmen Sie anhand der Agenda selbst. Melden Sie sich bitte schnellstmöglich an. Wir freuen uns auf Sie!

Melden Sie sich hier an.

Mit freundlichen Grüßen

Karsten Güntner
District Manager
Sven Heisig
Manager Solutions Engineering

 

Events

Strategies to Optimize Your AI Infrastructure

NetApp, in Partnership with NVIDIA and Mellanox, Hosts Live Webinar and Q&A on How to Optimize Your AI Infrastructure.

Artificial intelligence can pose new challenges for IT, so don’t make your job harder with an overly complex system. Learn how to achieve a faster ROI on AI by deploying the right infrastructure solution.

Join us on February 25, 2020, for “Strategies to Optimize Your AI Infrastructure.” This webinar will help you simplify and modernize your infrastructure and avoid mistakes that can delay time to insight. Experts from NetApp, NVIDIA, and Mellanox will discuss how to:

  • Simplify, accelerate, and integrate your data pipeline with a proven AI architecture.
  • Optimize your on-premises and cloud infrastructure to achieve predictable and scalable artificial intelligence (AI) performance.
  • Make better use of your deep learning (DL) and machine learning (ML) compute, storage, networking, and software components.

With any AI project, you don’t want to increase your system’s complexity and lengthen deployment times; you do want to maximize your valuable data science resources. That strategy starts with a proven, award-winning AI architecture.

 

Register Now

NetApp, NVIDIA, and Mellanox experts will be on hand to answer your questions on the Q&A chat line during and after the presentation. We look forward to your participation.

NetApp INSIGHT™ 2020

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Ihr NetApp INSIGHT Berlin Team

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24.04.2019: Medizinische Hochschule Hannover, Carl-Neuberg-Str. 1, 30625 Hannover

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NetApp Technologie Forum Bayern

NetApp Technologie Forum Bayern

Mit dem Motto „Aus der Region, für die Region“ überzeugen die NetApp Technologie Foren jedes Jahr hunderte von Kunden.

Im Frühjahr 2019 erfahren Sie alles zu Innovation mit Cloud-Services, Cloud-Integration und Datacenter-Modernisierung mit All-Flash. Sie können mit lokalen Experten und Kunden diskutieren, sehen Technologie von DevOps über Objektspeicher zu MetroCluster live und erleben zum Beispiel mit Nvidia, wie KI-Projekte umsetzbar sind. Für neue Anregungen sorgt unsere Ausstellung zu Lösungen und Professional Services von NetApp und Partnern.

Jeder NetApp District hat seine eigene Agenda, aus der Sie Ihr Programm selbst wählen. Schauen Sie rein und melden Sie sich baldmöglichst an. Wir freuen uns auf Sie!

 

28.03.2019: Audi driving experience center, Heinrichsheimstraße 200, 86633 Neuburg an der Donau

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 NetApp Technologie Forum Rhein-Main

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26.03.2019: Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt, Theodor-W.-Adorno-Platz 1, 60323 Frankfurt am Main

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NetApp Technologie Forum NRW

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19.03.2019: Veltins-Arena, Arenaring 1, 45891 Gelsenkirchen

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