Erstellung von Spermiogrammen mit KI

Auch wir nutzen KI – eine, die mit der Lösung einer einzigen Aufgabe betraut wird. Spermien zu zählen und die Motilität zu bestimmen, um ein präzises Spermiogramm zu erstellen. Etwas, das sonst nur ein Mensch kann. Und das auch nur, mit einer Menge Wissen und Erfahrung. Denn das braucht es, um ein akkurates Ergebnis anhand der Mikroskopbilder zu bekommen.

Auch wenn das menschliche Gehirn nicht perfekt ist, so hat es einen großen Vorteil gegenüber einem Computerprogramm. Und zwar die Fähigkeit, bisher Gelerntes auf neue Situationen anwenden zu können – die sogenannte Transferfähigkeit. Eine neue Situation kann dabei schon etwas für einen Menschen triviales wie eine neue Probe unter dem Mikroskop sein.

Und genau diese Transferfähigkeit wird mithilfe von Künstlicher Intelligenz möglich. 

Das Grundprinzip von KI

Bei der Analyse von Bildern unter dem Mikroskop,  kommt eine KI zum Einsatz, welche als Deep Learning bezeichnet wird. Die Idee für Deep Learning stammt aus der Biologie und ist eine Imitation des menschlichen Gehirns, welches aus miteinander vernetzten Nervenzellen, auch Neuronen genannt, besteht, welche elektrische Signale verarbeiten und weitergeben.

Ein Neuronales Netzwerk, welches die Grundlage für eine Künstliche Intelligenz bildet, funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip und besteht aus dem menschlichen Gehirn nachempfundenen Algorithmen. Jede Nervenzelle wird durch eine Formel definiert. Wenn ein derartiges künstliches Neuron Daten bekommt, werden diese mithilfe der Formel verarbeitet und das Ergebnis weitergegeben.

Lernen wie ein Mensch

Genau wie der Mensch muss auch eine KI eine Sache erst lernen. Damit diese also die Fähigkeit hat, Bilder oder Videos zu analysieren, muss diese zuerst trainiert werden. Um also beispielsweise Spermien auf einem Bild zu finden, werden der KI sehr viele Mikroskopbilder mit Spermien, deren Positionen und Bewegungsverhalten gezeigt, mit der Aufgabe diese zu identifizieren.

Dieser Schritt muss viele Millionen Mal wiederholt werden, bis eine KI gute Ergebnisse erzielt. Je nachdem wie viel Rechenleistung zur Verfügung steht, dauert dieser Prozess entsprechend lange. Die KI des Seminal Analyzers benötigte dafür etwa 200 Stunden.

Um unserem Qualitätsanspruch gerecht zu werden, bekommt jeder Kunde eine eigene KI zugewiesen. So wird, bevor ein Kunde unseren Analyzer produktiv nutzen kann, sichergestellt, dass die KI die Daten des Mikroskops richtig interpretiert. Die KI wird also eigens für den Kunden trainiert. Damit dies nicht mehrere Wochen dauert, wird eine KI als Basis verwendet, welche bereits anhand einer großen Menge von Daten so trainiert wurde, dass sie möglichst viele Situationen abdeckt. Anschließend wird diese KI mit kundenspezifischen Daten weiterentwickelt um die bestmögliche Genauigkeit zu erreichen. So erreichen wir in kurzer Zeit eine exakte und auf den Kunden abgestimmte Performance unseres Analyzers.

Wir arbeiten stetig daran die KI durch neue Methoden oder mithilfe von neu erlangten Daten weiter zu verbessern. So wird mindestens zweimal im Jahr das Basismodell mit nach trainiert. 

Ziel ist es, durch eine effiziente und präzise Spermienanalyse unseren Kunden den Alltag zu erleichtern und zum Erfolg der jeweiligen Behandlung beizutragen.

https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2018/10/01/what-is-deep-learning-ai-a-simple-guide-with-8-practical-examples/?sh=6378b0258d4b

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