Hero



HERO



Bachelor Thesis:
Mit Big Data und
Machine Learning
Krankheiten früher
erkennen.


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abstract





The goal of this bachelor thesis is to find ways to help people detect diseases earlier and have a higher chance on a successful therapy. It focuses especially on the question, how Big Data can be used in a valuable way in the future and how it is going to transform healthcare.


The concept and prototype is a simplified version of a process that could be used for other diseases as well. The focus on one specific disease, in this case skin cancer, helps to create a specific scenario and detect risks in a clear used case and in an early stage. It is supposed to show optimized processes while interacting with the healthcare system, but most of all functions as a motivational device.


The concept of “Hero” was developed together with physicians from Berliner Charité and the help of dermatologists. The thesis is based on a preceding research thesis on potentials and risks of Big Data in the healthcare industry.


“Hero” is an application that basically everyone can use, who is interested in detecting diseases in an early stage, without the labour of investing much time on multiple visits with specialists. Through image recognition possible diseases can be detected when they are still harmless. It is also supposed to help taking away some fear, that is associated with the visits at physicians. “Hero” creates a personable communication stream, between patient and physician, which leads to a more enjoyable experience interacting with the healthcare system.



„BACK IN 2012 IBM ESTIMATED THAT AN AVERAGE HUMAN BEING LEAVES 500 MBS OF DIGITAL FOOTPRINTS EVERY DAY. IF YOU WANTED TO BACKUP ONLY ONE DAY WORTH OF DATA THAT HUMANITY PRODUCES AND YOU PRINT IT OUT ON A LETTER-SIZE PAPER DOUBLE-SIDED, FONT SIZE 12PT AND YOU STUCK IT UP, IT WOULD REACH FROM THE SURFACE OF THE EARTH TO THE SUN FOUR TIMES OVER. THIS EVERY DAY.“



— Michael Kosinski, Professor at Stanford, Do You Trust This Computer



Big Data



und ML



Das System „Hero“ funktioniert und entwickelt sich mit Big Data und Machine Learning. Mit einer größer werdenden Datenmenge, verbessern sich die Ergebnisse. Dabei greift das System auf personenbezogene Daten, Wetter- und Ortsdaten und medizinische Daten von Hautbildern zu. Ein neuronales Netzwerk hilft dabei, die Erkennung der Hautbilder stetig zu verbessern. Gleichzeitig lernt „Hero“ den Nutzer kennen und gibt auf ihn zugeschnittene Hinweise.


Den prototyp ausprobieren

prozesse und interaktion



Prävention fördern.



Die Herausforderung mit „Hero“ ist es die Prävention zu fördern, da Krankheiten im frühen Stadium am unkompliziertesten behandelt werden können. Zeitliche oder finanzielle Gründe, aber auch Ängste halten Menschen teilweise davon ab, frühzeitig einen Arzt aufzusuchen. Mit „Hero“ soll diese Hemmschwelle überwunden werden, indem der Mensch präventive Maßnahmen selbst durchführen kann. Dies geschieht beispielhaft anhand von Hautkrankheiten. Der Nutzer bekommt eine erste Einschätzung seines Hautbildes. Sollte der Befund kritisch sein, verbindet „Hero“ den Patient mit dem nächsten Arzt. Der Patient kann relevante Daten mit dem Arzt teilen, sodass dieser mehr Zeit hat, sich persönlich um den Patienten zu kümmern.



1. Hautscreening



Das Hautscreening funktioniert über die eingebaute Kamera des Smartphones. Die Genauigkeit kann durch einen Kameraaufsatz und durch zusätzliche Daten des Nutzers (wie z.B. Alter, Geschlecht, Hauttyp, etc.) erhöht werden.



2. Einschätzung



Ein neuronales Netzwerk gleicht das Foto mit einer Datenbank von verschiedenen Hautbildern ab. Es kann daraufhin feststellen, wie die fotografierte Hautstelle eingestuft werden sollte.



3. Verbindung mit Arzt



Gilt ein Hautbild als bedenklich, verbindet das System den Nutzer automatisch mit einem Haus- oder Hautarzt in der Nähe. Auf Wunsch kann der Patient zusätzliche Daten mit dem Arzt teilen, welche die Diagnose präziser macht.



4. Kommunikation



Falls ein Hautbild länger beobachtet werden muss, um eine Diagnose zu stellen oder zur Sicherheit, bekommt der Patient durch „Hero“ regelmäßige Erinnerungen und kann die gespeicherten Fotos direkt mit dem Arzt teilen.



Die bestandteile von „Hero“



Um das System „Hero“ zu ergänzen und den Prozess vom ersten Erkennen einer Hautkrankheit, bis zur finalen Diagnose so angenehm, wie möglich zu gestalten, kann das System auf Seiten des Arztes durch eine Software und ein intelligentes Dermatoskop erweitert werden.



„Hero“ für den Arzt



Wenn der Patient sich dazu entscheidet mit „Hero“ seine Daten an den Arzt weiterzugeben, kann dieser in der Praxis die Daten und Fotos der Haut einsehen. Er erhält so einen Überblick über den Patienten und kann ihm direktes Feedback geben.



Intelligentes Dermatoskop



Im Gegensatz zu einem klassischen Dermatoskop wird hier ein Foto von der Hautstelle gemacht und an die Datenbank des Dermatologen weitergeleitet. Dort kann es mit einer Sammlung von dermatoskopischen Hautbildern verglichen werden. Dies erhöht die Genauigkeit der Diagnose, beschleunigt diese und gibt dem Dermatologen mehr Zeit mit dem Patienten.



HERO - HAUTKRANKHEITEN FRÜHER ERKENNEN



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