Kann KI unsere Haustiere retten? Universität Cambridge entwickelt Algorithmus zur Diagnose von Herzkrankheiten bei Hund

Ein neuer Algorithmus der Universität Cambridge erkennt Herzgeräusche bei Hunden zuverlässig. Diese KI-Technologie ermöglicht eine präzisere Diagnose und Behandlung häufiger Herzerkrankungen in der tierärztlichen Primärversorgung.

Anfälligkeit, Herzprobleme, Hunde — Hunde weisen eine große allgemeine Anfälligkeit für Herzprobleme auf

Künstliche Intelligenz in der Veterinärmedizin: Herzdiagnose bei Hunden verbessert

In der Veterinärmedizin nehmen Herzerkrankungen bei Hunden eine zunehmend bedeutende Rolle ein. Besonders die myxomatöse Mitralklappenerkrankung (MMVD) betrifft eine Vielzahl an Hunden, vor allem kleinerer Rassen, und stellt Veterinäre oft vor eine Herausforderung.

Durch ihre Anfälligkeit für Herzprobleme benötigen Hunde eine regelmäßige und präzise Gesundheitsüberwachung.

Nun könnte ein maschineller Lernalgorithmus, entwickelt von der Universität Cambridge, diese Aufgabe unterstützen. Ein von Wissenschaftlern entwickeltes System zur automatischen Erkennung und Bewertung von Herzgeräuschen bei Hunden verspricht laut aktuellen Studienergebnissen eine Genauigkeit, die mit der von erfahrenen Kardiologen vergleichbar ist .

KI als Diagnosetool für die Veterinärmedizin

Der neue Algorithmus, der ursprünglich zur Erkennung von Herzgeräuschen beim Menschen entwickelt wurde, wurde auf die Herzgeräusche von Hunden angepasst. Die Forschungsgruppe um Professor Anurag Agarwal, Spezialist für Akustik und Bioengineering an der Universität Cambridge, begann mit einer Datenbank aus menschlichen Herztönen und entwickelte ein Modell zur Erkennung von Herzgeräuschen, das später an Hunde angepasst wurde .

Professor Agarwal betonte die Ähnlichkeiten zwischen den physiologischen Eigenschaften der Herzen von Säugetieren, was zur Annahme führte, dass das Modell auch bei Hunden eine ähnliche Leistungsfähigkeit entfalten könnte .

Die Wissenschaftler nutzten Daten von fast 800 Hunden, die im Rahmen routinemäßiger Herzuntersuchungen in vier spezialisierten Zentren in Großbritannien untersucht wurden.

Diese Hunde erhielten umfassende körperliche und echokardiographische Untersuchungen durch Kardiologen, um Herzgeräusche zu klassifizieren und Herzerkrankungen zu identifizieren.

Die Herzgeräusche wurden dabei mit einem elektronischen Stethoskop aufgenommen und dienten als Grundlage für das Training des Algorithmus. Diese Aufnahmen bilden nun die größte Datenbank von Herzgeräuschen bei Hunden weltweit .

Tierarzt, Herzgeräusch, Hund — Rund einer von 30 Hunden, die einen Tierarzt besuchen, zeigt ein Herzgeräusch

Präzise Erkennung und Klassifizierung von Herzgeräuschen

Die Studie zeigt beeindruckende Resultate:

Der Algorithmus erkannte Herzgeräusche mit einer Sensitivität von 87,9 % und einer Spezifität von 81,7 % . In 57 % der Fälle stimmte die Klassifikation des Algorithmus exakt mit der Diagnose eines erfahrenen Kardiologen überein.

Diese Ergebnisse sind vielversprechend, besonders für Tierärzte, die über weniger Erfahrung in der Interpretation von Herzgeräuschen verfügen. Sie könnten mithilfe des Algorithmus präzisere Diagnosen stellen, was wiederum eine frühzeitige Behandlung ermöglicht .

Die Gradierung eines Herzgeräuschs und die Bestimmung, ob eine Behandlung notwendig ist, erfordert viel Erfahrung, eine Überweisung an einen Veterinärkardiologen und oft teure spezialisierte Untersuchungen,

sagte Professor Jose Novo Matos, ein Mitautor der Studie und Kardiologiespezialist für Kleintiere an der Universität Cambridge .

Mit dem Algorithmus haben Tierärzte in der Primärversorgung die Möglichkeit, Herzerkrankungen präziser und kostengünstiger zu erkennen und die Schwere der Erkrankung einzuschätzen.

Erkennung, Behandlung, Herzprobleme, Leben, Hund — Rechtzeitige Erkennung und Behandlung solcher Herzprobleme kann das Leben der betroffenen Hunde verlängern

Technologie zur Unterstützung des medizinischen Fachpersonals

Herzgeräusche gelten als wichtige Indikatoren für die Mitralklappenerkrankung, eine der häufigsten Herzerkrankungen bei erwachsenen Hunden.

Rund einer von 30 Hunden, die einen Tierarzt besuchen, zeigt ein Herzgeräusch, wobei die Prävalenz bei kleinen Hunderassen und älteren Hunden besonders hoch ist .

Die rechtzeitige Erkennung und Behandlung solcher Herzprobleme kann das Leben der betroffenen Hunde erheblich verlängern und ihre Lebensqualität verbessern. Der Algorithmus stellt somit eine bezahlbare und effektive Screening-Option für Tierärzte dar, die dabei helfen könnte, betroffene Hunde frühzeitig zu identifizieren und ihnen eine geeignete Behandlung zukommen zu lassen.

Herzerkrankungen bei Menschen sind ein großes gesundheitliches Problem, aber bei Hunden ist es noch größer,

erklärt Dr. Andrew McDonald, Erstautor der Studie und Forscher an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften in Cambridge. Besonders kleinere Hunderassen entwickeln im Alter häufiger Herzerkrankungen, jedoch fehlt ihnen die Fähigkeit, Symptome zu kommunizieren, weshalb eine frühzeitige Diagnose entscheidend ist.

Grenzen und zukünftige Entwicklungen

Trotz der Erfolge gibt es Einschränkungen. So umfasste die Stichprobe zur präklinischen MMVD nur 217 B1- und 126 B2-Fälle, was zu einem breiten Konfidenzintervall in den Ergebnissen führte.

Die Studie empfiehlt, zukünftige Datenerhebungen auf die prospektive Bewertung des Algorithmus in der Primärversorgung auszurichten.

Hier könnte das System den größten Nutzen entfalten, indem es Tierärzten hilft, präzise Überweisungen für Echokardiographien zu erstellen und potenzielle Behandlungen wie Pimobendan gezielt einzusetzen .

Professor Agarwal sieht die Zukunft der KI positiv:

Viele Menschen betrachten KI als Bedrohung für Arbeitsplätze, aber ich sehe sie als Werkzeug, das mich zu einem besseren Kardiologen macht.

Ein solches Tool könnte die Anzahl der Herzscans in Kliniken reduzieren und Veterinäre dabei unterstützen, diejenigen Hunde schnell zu identifizieren, die am dringendsten behandelt werden müssen.

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Fazit

Die Studie an der Universität Cambridge zeigt, dass ein maschineller Lernalgorithmus erfolgreich trainiert und angepasst werden kann, um Herzgeräusche bei Hunden zu erkennen und das Fortschreiten von Herzerkrankungen zu bewerten.

Dieses innovative Diagnosetool könnte nicht nur die Diagnose in der Primärversorgung verbessern, sondern auch die Lebensqualität von Hunden deutlich steigern. KI und maschinelles Lernen haben das Potenzial, die Anforderungen an die traditionelle Auskultation zu reduzieren und die Veterinärmedizin maßgeblich zu beeinflussen.

Die Forschung wurde teilweise durch den Kennel Club Charitable Trust, den Medical Research Council und das Emmanuel College Cambridge unterstützt .