Expertensysteme in der Medizin

Vorbemerkung der Redaktion:
Die Diskussion um Expertensysteme wird fächerübergreifend geführt. Dabei weisen Expertensysteme in Medizin und Recht interessante Vergleichbarkeiten auf, weshalb JurPC den nachfolgenden Beitrag über Expertensysteme in der Medizin gerne publiziert.

Die Idee, Expertensysteme in der Medizin einzuführen, ist nicht neu. Erste Ansätze sind bereits über drei Jahrzehnte alt. Jedoch war und ist zum Teil nicht deutlich, was eine entsprechende Nutzung überhaupt beinhalten soll. "Medizinisches Expertensystem" ist vielmehr für die meisten Laien - und auch Mediziner - lediglich ein Schlagwort. Es ist insofern nicht klar:

• was ist überhaupt ein sog. " medizinisches Expertensystem";
• was ist der Zweck oder das Ziel solcher "Expertensysteme";
• wer nutzt diese Systeme bzw. kann sie überhaupt nutzen;
• wie häufig erfolgt der Einsatz solcher Systeme tatsächlich;
• welche Konsequenzen ergeben sich zur Zeit für den forschenden Mediziner und für den behandelnden Arzt sowie ggf. für eine (haftungs-) rechtliche Beurteilung aus der Existenz solcher "Expertensysteme".

Ziel der vorliegenden Abhandlung ist es, einen Überblick über Expertensysteme in der Medizin, d.h. über ihre Funktionsweise und Zielsetzung sowie aktuelle Nutzung und Trends(1) in der Entwicklung zu geben und Fragen, die sich aus rechtlicher Sicht ergeben könnten, aufzuwerfen.

Die grundsätzliche Idee der Forschungsrichtung der sog. "künstlichen Intelligenz" in der Informatik, die sich auch mit Expertensystemen in dem hier behandelten Zusammenhang beschäftigt, ist, Systeme zu schaffen, die nicht nur Informationen verwalten, sondern auch mit diesen selbständig arbeiten können(2). Im Bezug auf medizinische Expertensysteme stand dabei die Unterstützung und Verbesserung medizinischer Leistungen in praktischer Hinsicht im Vordergrund(3). Da dieser Bereich sich in nahezu rasender Geschwindigkeit weiterentwickelt(4), ist der Mediziner auf selektierende Hilfe angewiesen, so dass der Einsatz von entsprechender Software nahezu unumgänglich erscheint, um möglichst viele Informationen in den täglichen, medizinischen Entscheidungsprozess tatsächlich einbeziehen zu können. Systeme zur Unterstützung der medizinischen Entscheidungsfindung werden regelmäßig wie folgt definiert:

Es handelt sich dabei um jedes Computerprogramm, welches unter Verwendung von patientenbezogenen klinischen Daten sowie allgemeinen medizinischen Wissens das Krankenhauspersonal bei klinischen Entscheidungen unterstützt(5).

In diesem Rahmen werden aufgrund ihre Zielsetzung drei Kategorien von Systemen zur Entscheidungsunterstützung unterschieden, die jedoch zum Teil ineinander übergreifen:

- Systeme, die der Verwaltung von Information dienen,
- Systeme zur Fokussierung der Aufmerksamkeit und
- Systeme zur patientenspezifischen Konsultation.

Solche Systeme haben grundsätzlich den Zweck, Informationen - beispielsweise Daten, Fachwissen - so aufzubereiten, dass der jeweilige Nutzer rasch und mit geringem Aufwand darauf Zugriff hat. Im medizinischen Bereich handelt es sich dabei zumeist um die sichere Speicherung und Verwaltung von Patientendaten im Krankenhaus- oder Praxenbereich sowie bibliographische Nachweis- und Informationssysteme(6). Demzufolge wendet der jeweilige Nutzer die gefundenen Informationen auf den aktuellen Problembereich an; das jeweilige System arbeitet hingegen nur insofern problembezogen als es von dem Nutzer darauf fokussiert eingesetzt wird.

Es handelt sich dabei in der Regel um Programme, die den Nutzer auf bestimmte Ereignisse aufmerksam machen sollen. Im medizinischen Bereich gehören zum Beispiel Laborsysteme, die die Aufmerksamkeit des Arztes auf abnormale Werte lenken, und Überwachungssysteme - vornehmlich auf Intensivstationen der Krankenhäuser - in dieser Kategorie und werden mittlerweile routinemäßig eingesetzt.

Das Aufgabengebiet dieser Systeme ist vielschichtig. Primär bieten sie Unterstützung bei der Diagnose individueller Patientendaten an und werden daher auch als Diagnosesysteme bezeichnet. Sie greifen hierfür auf eine Basis medizinischen Wissens zurück. Dazu gehören u. a. medizinische Behandlungskonzepte, Syndrome und Symptome, Zusammenhänge zwischen verschiedenen Konzepten, Therapieplänen und ähnlichem. Je nach Anspruch des Systems bewertet dieses dann aufgrund der eingegebenen Daten die ärztliche Diagnose und schlägt ggf. weitere Untersuchungen vor, die zur Eingrenzung der Therapiemöglichkeiten hilfreich sein könnten oder es schlägt verschiedene Diagnosemöglichkeiten vor. Wieder andere Programme versuchen die erfolgversprechendste (End-) Diagnose zu ermitteln oder sind auf die Unterstützung des Arztes bzw. Pflegepersonals bei der Auswahl der geeigneten Behandlung und einer eventuellen späteren Überwachung fokussiert. Da in der Diskussion um Expertensysteme in der Medizin solche Diagnosesysteme in der Regel im Zentrum stehen, wird im Folgenden primär davon die Rede sein und auf deren spezielle Problematiken eingegangen werden(7).

Im allgemeinen versteht man unter medizinischen Konsultationssystemen Programme, die über ein umfangreiches Fachwissen verfügen sollen und aufgrund dessen und den eingegebenen individuellen Patientendaten eine (allgemeine) Diagnose berechnen können. Sie werden daher auch als allgemeine Diagnosesysteme bezeichnet. Dem routinemäßigen Einsatz solcher Programme stehen zur Zeit jedoch noch verschiedene Probleme entgegen: Einerseits handelt es sich gerade bei medizinischem Fachwissen um eine derart vielschichtige und komplexe sowie sich rasch entwickelnde und daher sich ständig verändernde Materie, dass sie mit den heutigen Möglichkeiten in der Informatik nur unzureichend in der Form eines Diagnoseprogramms wiedergegeben werden kann. Andererseits ist es zur Zeit auch noch nicht möglich, alle für eine umfassende Diagnose relevanten Daten in ein solches System einzuspeisen. Dies hängt vor allem mit der Besonderheit der Arzt-Patient-Beziehung zusammen, denn nur die Gesamtheit aller Informationen - also auch der Anblick des Patienten bzw. dessen Eindruck, soziologische Faktoren usw. und eben nicht nur bestimmte Krankheitssymptome - sind in der Regel die Basis für eine differenzierte Diagnosestellung. Zur Zeit sind jedoch die entsprechenden Diagnosesysteme auf ein bestimmtes Vokabular, das in der Regel sich hauptsächlich an den Symptomen der Krankheit orientiert, beschränkt und die Einspeisung und Verarbeitung der oben genannten Informationen stellt immense technische Probleme dar. Am weitesten verbreitet sind daher momentan spezialisierte Diagnosesysteme. Diese sind für einen kleinen, klar umrissenen Bereich konzipiert und werden nur in diesem eingesetzt(9). Zum einen kann durch die geringere Datenfülle die Aktualisierung des Programms eher gewährleistet werden. Zum anderen können Diagnosekriterien für einen überschaubaren Bereich sehr viel einfacher vordefiniert werden, so dass das Unsicherheitspotential durch Informationsverlust sinkt.

Integrierte Expertensysteme sind ein Bestandteil der modernen Patientenversorgung. Es handelt sich dabei um Programme, die entweder nebeneinander oder zur Unterstützung von Arzt und Pflegepersonal eingesetzt werden und weitestgehend (im Gegensatz zu den Diagnosesystemen) autark arbeiten. Am weitesten verbreitet und bereits seit längerer Zeit im Routineeinsatz sind Programme zur EKG-Analyse und solche zur Interpretation von Blutgasanalysen oder Lungenfunktionstests.

Neben der richtigen Diagnose ist selbstverständlich die Auswahl der geeigneten Therapie für den jeweiligen kranken Patienten eine der wichtigsten Aufgaben des behandelnden Arztes. Insofern erscheint dessen Unterstützung durch Computerprogramme in diesem Bereich fast noch wichtiger als bei der Diagnosestellung. Dies gilt nicht nur, weil aus den oben erwähnten Gründen eine entsprechende Hilfestellung bereits technisch nur schwierig möglich ist. Vielmehr fließen gerade in den Bereich der Therapiewahl Faktoren ein, die sich leicht(er) in solche Programme integrieren lassen. Es sind nämlich:

• der Nutzen einer bestimmten Behandlungsmethode (z. B. Informationsgewinn bei unsicherer Diagnose),
• das Risiko der jeweiligen Behandlung für den Patienten (z. B. Kontraindikationen) und nicht zuletzt
• die Kosten der entsprechenden Therapie

miteinander in Beziehung zu setzen. Gerade der Bereich der Therapiekosten wird (anscheinend) oftmals in den Überlegungen des Arztes vernachlässigt, so dass gerade in diesem Bereich unterstützenden Computerprogramme sinnvoll erscheinen(10).

Der theoretische Teil der medizinischen Ausbildung ist unter anderem durch einen Modellcharakter geprägt. Insofern sind die Bedingungen für den Einsatz eines Expertensystems - sei es ein Diagnose- oder Therapiesystem - nahezu ideal(11). Jedoch unterscheidet sich der Einsatz eines Expertensystems grundlegend von dem eines computergestützten Trainings. Dies resultiert hauptsächlich daraus, dass die Wissensbasis eines Expertensystems - idealerweise - hochqualifiziertes Fachwissen in kompakter Form beinhalten, die meist umfangreicher ist als ein Lehrbuch. Statt sich den Inhalt solcher Programme sequentiell zu erarbeiten, muss ein lernender Nutzer sich durch die angebotene Wissensbasis navigieren. Dadurch kann er aber ggf. zeitgleich sehr viel schneller an benötigte Informationen gelangen. Jedoch ist es zur Zeit noch nicht möglich, den menschlichen Organismus vollständig zu simulieren(12). Bereits aus diesem Grund müssen sich Lehrprogramme und den Arzt unterstützende Computerprogramme grundlegend unterscheiden und ein Einsatz des letzteren in der Ausbildung erscheint nur mit Einschränkungen empfehlenswert.

Unabhängig davon ob es sich um ein Diagnose- oder Expertensystem handelt, ist die Frage der Integration der Systeme in die tägliche medizinische Routine offensichtlich für den Erfolg eines solchen Programms von entscheidender Bedeutung. Grundsätzlich sind in diesem Zusammenhang die Unterschiede zwischen passiven und aktiven Systemen herauszustellen(13).

5.1. Passive Systeme

Passive Systeme werden immer nur dann ein Bestandteil der Arbeit, wenn sie vom Nutzer explizit gestartet werden. Im Regelfall gibt dieser Informationen ein, die das Programm dann verarbeitet. Gerade im ärztlichen Alltag führte dies in der Vergangenheit zu einer geringen Akzeptanz solcher Expertensysteme, da im Regelfall die Eingabe von Patientendaten vergleichsweise umfangreich und daher umständlich ist. Diese passiven Systeme treten vornehmlich in zwei Formen auf, als Konsultationsform und mit der Aufgabe der Kontrolle. Ist das System auf Konsultation ausgelegt, gibt der Nutzer die benötigten Informationen ein und erhält aufgrund derer berechnete Informationen (z. B. Fachwissen) oder - speziell in der Medizin - Diagnose- sowie Therapievorschläge. Da diese Form der Expertensysteme aufgrund eines verbreiteten ärztlichen Konservatismus(14) lediglich einen eher geringen Zuspruch erfahren hat, sind mittlerweile solche Programme, die die Entscheidung des Arztes kontrollieren in der Fachwelt populärer geworden. Diese Programme geben aufgrund der Patientendaten und der Diagnose und ggf. Therapie des Arztes eine Wertung der (begonnenen) Behandlung ab und kritisieren sie auch bei Bedarf. Im Falle von Diskrepanzen zwischen Diagnose und Therapie interagieren sie in der Regel und geben ggf. auch Alternativvorschläge ab(15). Der größere Erfolg solcher Systeme erklärt sich hauptsächlich aus der Bereitschaft des Nutzers, den Rat eines zweiten "Experten" in Betracht zu ziehen und ggf. auch zu nutzen. Außerdem scheint in der Behandlung von seltenen Krankheiten ein solches System von großem Nutzen zu sein, da der menschliche Experte - also der Arzt - in der Regel (statistisch) fernliegende Möglichkeiten zunächst übersieht, während Expertensysteme diese in ihre Berechnungen genauso einbeziehen wie häufige Erkrankungen.

5.2. Aktive Systeme

Sog. aktive Systeme sind in der Regel in ein bestehendes Krankenhausinformationssystem eingegliedert, da in dieses routinemäßig Patientendaten eingegeben werden. Das Programm startet sich bei Neueingabe (bestimmter Daten) selbst und liefert so patientenspezifische Informationen(16). Dabei liegt die Palette zwischen Mahnungen bezüglich weiterer noch ausstehender Untersuchungen bis hin zur Warnungen bei abnormalen Befunden(17). Der unübersehbare Vorteil eines solchen Programms liegt in dem geringen Mehraufwand in der Bedienung, so dass es wesentliche Zeit spart. Jedoch ist Voraussetzung für sein funktionieren ein gut ausgearbeitetes und koordiniertes Basissystem. Dies ist jedoch häufig - hauptsächlich wegen mangelnder Koordinierung der einzelnen Abteilungen - nicht gegeben.

Zur Zeit sind wegen der oben dargestellten technischen Probleme und aufgrund von eher mangelnder Akzeptanz sowie anscheinend aus Kostengründen Expertensysteme hauptsächlich im Krankenhausbereich zu finden. Dort vornehmlich zur Unterstützung und Analyse im Labor(18). Gerade allgemeine Diagnosesysteme befinden sich jedoch zum größten Teil noch im Forschungsstadium und scheinen auch mehr im Hinblick auf die medizinische Ausbildung weiterentwickelt zu werden.

Aus der mangelnden Akzeptanz solcher Systeme, die häufig mit zeitlichem Mehraufwand begründet wird, wird deutlich, dass ein erfolgreiches Expertensystem dem in der Medizin Tätigen jedenfalls sinnvolle Hilfestellung leisten und dadurch Zeit sparen muss. Demzufolge ist ein solches System nur dann zukunftsträchtig, wenn es als Bestandteil der Patientenversorgung und/oder -verwaltung eingegliedert werden kann. Insofern ist auch eine bedienerfreundliche Nutzung unverzichtbar. Hauptsächlich eine geringe Einlernzeit wie eine möglichst symbolische Darstellung der Informationen scheint von Bedeutung zu sein. Die großen Computerfirmen besitzen in der Regel ganze Abteilungen, die sich mit nichts anderem als der Forschung auf dem Gebiet der medizinischen Expertensysteme beschäftigen. Im Regelfall sollen diese zukünftig ein als Bestandteil komplexer Systeme integriert werden(19). Es erscheint in diesem Zusammenhang als Selbstverständlichkeit, dass medizinische Expertensysteme nur dann erfolgreich eingesetzt und letztlich auch vermarktet werden können, wenn sie medizinisch korrekt erstellt werden. Insofern ist eine sehr sorgfältige und gewissenhafte Erstellung und Aktualisierung der Wissensbasis des jeweiligen Systems - und auch dessen Evaluierung - unabdingbar. Vertrauensbildend ist daher, wenn der fachkundige Nutzer die Informationen des Systems zurückverfolgen kann (beispielsweise durch die Angabe von Literaturfundstellen) und sich auf diese Weise selbst von der Korrektheit der "Expertenmeinung" überzeugen kann.

Die medizinische Forschung und Praxis befindet sich in einem ständigen Wandel. Daher kann nur der Mediziner, der die neusten Erkenntnisse in seiner Arbeit berücksichtigt, seinen Beruf sachgerecht ausüben. Als Konsequenz daraus ergibt sich, dass die Fortbildung des Arztes ein Teil seiner Berufsausübung ist. Insofern ist es Aufgabe der Länder und Ärztekammern, diese Fortbildungsverpflichtung zu regeln. § 4 der (Muster-) Berufsordnung für die deutschen Ärzte und Ärztinnen regelt diesen Bereich der Fortbildung allgemein. Dort wird bestimmt:

(1) Der Arzt, der seinen Beruf ausübt, ist verpflichtet, sich in dem Umfange beruflich fortzubilden, wie es zur Erhaltung und Entwicklung der zu seiner Berufsausübung erforderlichen Fachkenntnisse notwendig ist.
(2) Der Arzt muss seine Fortbildung nach Absatz 1 gegenüber der Ärztekammer in geeigneter Form nachweisen können.

Diese allgemeine Formulierung der Fortbildungsverpflichtung gilt es zu konkretisieren, denn die Fortbildung gehört - dies ergibt sich aus dem eben Dargelegten - zu der verkehrserforderlichen Sorgfalt gemäß § 276 BGB, die der praktizierende Arzt bei seiner Arbeit anzuwenden hat(20). Insofern kann sie bei der Feststellung eines Behandlungsfehlers und damit im Haftungsprozess eine wichtige Rolle spielen. Sorgfaltsbegründendes Merkmal ist dabei der sog. "medizinische Standard", innerhalb dessen der Arzt grundsätzlich zu diagnostizieren und zu behandeln hat(21). Kennt er die (zur entsprechenden Zeit) fachlich jeweils maßgeblichen Standards nicht, kann er das Gebotene im Rechtssinne nicht leisten und haftet dem Patienten für den daraus entstehenden Schaden. Der Umfang der Fortbildungspflicht bemisst sich dabei grundsätzlich nach dem Urteil eines verantwortlich und kompetenten Mediziners(22). Dies bedeutet einerseits dass sich die Lektüre ausländischer Fachpublikationen zwar nicht in jedem Fall verlangen lässt(23), hingegen in jedem Fall die Pflicht, die neueste Auflage eines einschlägigen medizinischen Lehrbuches, das als Standardwerk gilt, zu lesen. Dementsprechend hat der Arzt mit seiner Leistung immer auf der Höhe der Zeit zu bleiben, wobei jedoch zwischen den Verkehrskreisen - sog. Landärzte oder Mediziner in einer Stätte der maximalen Versorgung - noch Differenzierungen zu treffen sind(24). Die Problematik, die sich aus der Entwicklung und Einführung der medizinischen Expertensysteme in der medizinischen Praxis für die Fortbildungspflicht der Mediziner ergeben, ist indes - im Gegensatz zum Umfang des Leseaufwandes an Fachpublikationen - bisher wenig diskutiert worden(25). Dies mag verschiedene Gründe haben: Einerseits sind medizinische Expertensysteme in der Praxis - wie sich aus dem oben Dargelegten ergibt - in weiten Teilen noch nicht routinemäßig im Einsatz. Andererseits mangelt es gegenüber diesen Programmen (noch?) an Akzeptanz durch die medizinische Profession.

Die für die Fortbildungspflicht entwickelten Prinzipien, die sich grundsätzlich auf den fachlichen Leseaufwand sowie auf den Besuch von Fortbildungskursen und Tagungen beziehen, lassen sich jedoch auch in der Regel auf diesen speziellen Bereich übertragen. Da der Arzt im Rahmen des immer schneller werdenden medizinischen Fortschritts verpflichtet ist, einen immer größeren Fortbildungsaufwand zu betreiben(26), lässt sich dieser nicht per se ausschließlich auf die Lektüre von herkömmlichen Publikationen beschränken. Wenn der Arzt mit seiner Leistung stets auf der "Höhe der Zeit" zu sein hat, so bedeutet dies nämlich letztendlich auch, dass er sich mit neuen Methoden der Informationsgewinnung, falls sie effektiver sind als die herkömmlichen, auseinanderzusetzen hat. Nur so kann er sich nämlich dann im erforderlichen Umfang fortbilden. Auch kann ihm im Bereich einer fehlerhaften Diagnose der Vorwurf, nicht die beruf-fachlich gebotene Sorgfalt angewandt zu haben, gemacht werden, wenn er nicht alle (ihm zur Verfügung stehenden(27)) Erkenntnisquellen nutzt, soweit die Umstände dies verlangen(28). Gerade im Bereich von unsicheren Diagnosen aufgrund eines diffusen Krankheitsbildes sowie von seltenen Krankheiten könnten in nicht allzu ferner Zukunft medizinische Expertensysteme eine solche Informationsquelle darstellen. Da sie aufgrund der technischen Schwierigkeiten - speziell auf dem Gebiet der Diagnose - jedoch zur Zeit (noch?) nicht in der medizinischen Praxis regelmäßig zum Einsatz kommen können, stellen sie (noch?) keine Erkenntnisquelle in diesem Sinn dar(29). Anders könnte dies jedoch auch schon heute im Bereich des Therapiefehlers zu werten sein. Wendet der Arzt eine überholte Therapiemethode an, so handelt er regelmäßig fahrlässig(30). Da Therapieprogramme bereits ausgereifter sind(31), kommen sie häufiger zum Einsatz. Insofern könnte sich ein behandelnder Arzt einem Fahrlässigkeitsvorwurf aussetzen, falls ein solches Programm - beispielsweise in dem Krankenhaus, in dem er arbeitet - existiert, er als behandelnder Arzt darauf Zugriff hat(32) und dies eine neue und erprobte Therapie vorschlägt, die jedoch ansonsten lediglich in speziellen ausländischen Fachzeitschriften zu finden ist und im speziellen Fall indiziert gewesen wäre.

Da - wie oben dargelegt - unter Expertensystemen in der Medizin auch Analyseprogramme zu verstehen sind, die zumindest aus den Untersuchungslaboren kaum mehr weg zu denken sind, ist jedenfalls in diesem Bereich dem Arzt bereits heute ein Fahrlässigkeitsvorwurf zu machen, wenn er sich mit diesem nicht vertraut gemacht hat und sie insofern nicht nutzen oder deren Ergebnisse deuten kann und aus dieser Unwissenheit ein Schaden des Patienten resultiert(33).

Auch wenn im Zeitalter der Informatik Computerprogramme immer mehr an Bedeutung gewinnen, kann für den Bereich der medizinischen Expertensysteme festgehalten werden, dass diese zur Zeit noch keine bedeutende Rolle - mit Ausnahme der eben erwähnten Analyseprogramme - im medizinischen Alltag spielen. Da die Forschung auf diesem Gebiet mit großem Aufwand betrieben wird, könnte sich dies jedoch schon in naher Zukunft ändern. Neben den positiven Perspektiven, die sich durch eine solche Entwicklung bieten könnten, ist jedoch zu beachten, dass der Arzt grundsätzlich frei in der Wahl seiner Therapie ist. Expertensysteme können demnach die Entscheidung des Arztes weder ersetzen noch vorhersehbar machen. Die Behandlung mit feststehenden, vom Computer vorgegebenen Therapien bleibt insofern in jedem Fall nur (negative) Utopie. Aber selbst wenn in naher Zukunft sog. Expertensysteme im medizinischen Alltag einsetzbarer werden, muss auch - gerade von Juristen - immer wieder betont werden, dass der Arzt das ärztliche Maß verfehlt, der meint, sich durch "Überdiagnostik", die ihm aufgrund verschiedener Vorschläge des entsprechenden Programmes, das alle Krankheitsalternativen gleichwertig behandelt, nahegelegt werden könnte, rechtlich versucht abzusichern.

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* Sabine Pfeffer ist Rechtsanwältin in Grünberg. Sie ist seit 1999 Doktorandin des Instituts für Gesundheits- und Medizinrecht an der Universität Bremen, Schwerpunkt der Forschung ist dabei das Arzneimittel- und Sozialrecht. 1999 hat sie am Intensivprogramm "Medical Law from a Comparative and European Perspective" der Universität Utrecht teilgenommen. Von 1999 - 2000 war sie Teilnehmerin des Studienprogramms für das Doktorandenkolleg des Instituts für Gesundheits- und Medizinrecht an der Universität Bremen " Normbildungsprozesse im Gesundheitsrecht" und seit 2000 nimmt Frau Pfeffer am Studienprogramm für das Doktorandenkolleg des Instituts für Gesundheits- und Medizinrecht an der Universität Bremen "Technisierung, Objektivierung, Ökonomisierung und Verrechtlichung von Behandlungs- und Kommunikationsprozessen in der Medizin" teil.