Künstliche Intelligenz bewertet Schmerzen bei Katzen

Ein Forschungsteam der Klinik für Kleintiere der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover und des Information Systems Department der University of Haifa in Israel veröffentlichte im Fachmagazin Scientific Reports eine Studie über zwei auf künstlicher Intelligenz (KI) basierenden Systeme, die bei Katzen automatisiert Schmerzen erkennen und bewerten.

„Probanden“ waren 84 zufällig ausgewählte Katzen, die in der Klinik für Kleintiere vorgestellt wurden. Diese Stichprobe umfasste Tiere unterschiedlicher Rassen, Altersgruppen, Geschlechter sowie mit verschiedenen medizinischen Zuständen und Krankheitsgeschichten.

Schon heute im Einsatz: Grimace-Score zur Schmerzbewertung

Wie es in einer Mitteilung der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, ist es bereits heute bei unterschiedlichen Tierarten möglich, anhand der Gesichtszüge Schmerzen zu bewerten. Dafür werden ausgewählte Punkte im Gesicht der Tiere bei unterschiedlichen Schmerzzuständen vermessen und kategorisiert. Auch für Katzen gibt es bereits solch ein wissenschaftliches Schmerzbewertungssystem, den Grimace-Score.

Gesichtsmarkierungen geben Auskunft

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bewerteten die Schmerzen der Katzen mithilfe des validierten Schmerzbewertungssystems Grimace-Score und der klinischen Daten der jeweiligen Tiere.

Außerdem testete das Team zwei unterschiedliche KI-Modelle: Ein Ansatz basierte auf Markierungen im Gesicht der Katzen, die manuell gesetzt wurden. Der zweite Ansatz basierte auf eine durch KI automatisch gesetzte Markierungen zur Gesichtserkennung.

Der erste Ansatz erreichte eine Schmerzerkennungsgenauigkeit von über 77 Prozent. Der Ansatz des maschinellen Lernens erreichte ein Genauigkeitsniveau von über 65 Prozent, war also geringfügig schlechter.

Nasen- und Mundregion von Bedeutung

Darüber hinaus untersuchte das Team, welche Gesichtsmerkmale entscheidend sind, damit das KI-basierte System Schmerzen präzise erkennt: Eine entscheidende Rolle für die maschinelle Schmerzklassifikation spielen die Nasen- und die Mundregion.

Die Ohrenregion hingegen, die bisher auch häufig als relevant für die Schmerzerkennung beurteilt wurde, ist weniger bedeutend. Diese Beobachtungen waren unabhängig von den beiden unterschiedlichen verwendeten KI-Modellen.

KI kann bei einer neutralen Schmerzeinordnung helfen

Um mit dem Grimace-Score zu arbeiten, ist viel Erfahrung und Fachwissen erforderlich. Auch sei die Methode subjektiv und anfällig für Vorurteile. Automatisierte und KI-basierte Systeme machen in Zukunft eine neutrale Einordnung möglich, hoffen die Forschenden.