Die Charité Berlin und das Universitätsklinikum Essen entwickeln im Forschungsverbund REACT KI-Anwendungen zur Unterstützung intensivmedizinischer Entscheidungen. Auf Basis von Daten aus rund 200.000 Intensivaufenthalten sollen zwei Dashboards drohende Kreislaufinstabilitäten frühzeitig erkennen und Antibiotikatherapien mit Leitlinien abgleichen. Dafür führen die Forschenden strukturierte Daten und medizinische Freitexte im Interoperabilitätsstandard FHIR zusammen.
Mit REACT starten die Charité Universitätsmedizin Berlin und das Universitätsklinikum Essen einen neuen Forschungsverbund. In dem KI-gestützten Projekt verwenden die Forscher Routinedaten aus der intensivmedizinischen Versorgung, um klinische Entscheidungen in Zukunft besser zu unterstützen. Das gab die Universitätsmedizin Berlin Anfang Oktober in einer Pressemitteilung bekannt.
REACT wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) über drei Jahre mit rund 2,8 Millionen Euro gefördert. Der Projektname steht für “Routine Data Enhanced Analytics for Clinical Trajectories”.
Entscheidungsunterstützung als Ziel
Die KI-Anwendungen, um die es geht, sollen kritische Veränderungen des Patientenzustands frühzeitig erkennen und so Handlungsempfehlungen für behandelnde Ärzte abgeben. Als Grundlage dienen Behandlungsdaten aus rund 200.000 Intensivaufenthalten in ganz Europa.
Die klinische Leiterin von REACT, Dr. Mirja Mittermaier von der Charité Berlin, sagte: “Unser Ziel ist […] ein System, das relevante Warnsignale deutlich früher sichtbar macht als es bisher möglich ist und dabei transparent zeigt, worauf die Einschätzung beruht.” So könne man beispielsweise eine sich anbahnende Kreislaufinstabilität früher erkennen und entsprechende Maßnahmen ergreifen.
Prognose-Dashboards für Verläufe
Konkret werden von dem Forschungsverbund zunächst zwei neue Dashboards entwickelt: Während das eine Dashboard die besagte drohende Kreislaufinstabilität vorhersagen soll, wird das zweite auf Antibiotika-Therapien ausgerichtet sein: Hierbei soll die KI eine geplante Antibiotika-Therapie mit den entsprechenden Leitlinien abgleichen.
Besonders wichtig ist den Forschern dabei, dass die KI-Empfehlungen auf Basis der ausgewerteten Routinedaten nachvollziehbar und verständlich begründet sind. Die Verantwortung für Entscheidungen verbleibt weiterhin bei den Ärzten. Außerdem soll die Entwicklung eng an den Anforderungen des klinischen Alltags ausgerichtet sein.
Open-Source-Software in Planung
Die Ergebnisse aus dem Projekt werden zukünftig auch für andere Kliniken in Deutschland nutzbar sein, denn die Charité Berlin plant die Veröffentlichung einer Open-Source-Software nach der klinischen Pilotierung.
Dr. Elias Grünewald, Koordinator des Juniorverbunds an der Charité, erläuterte: “Wir schaffen eine gemeinsame technische Basis, auf der sich klinische Entscheidungsunterstützung verlässlich, nachvollziehbar und über Standorte hinweg übertragbar umsetzen lässt.”
Fehlende Einheitlichkeit bei Daten
Bisher werden relevante Routinedaten wie Vitalwerte oder Laborergebnisse meist separat abgelegt, oftmals in Form von Freittexten im Rahmen von Arztbriefen, Befunden oder Verlaufsberichten. Zudem erschweren starre Schwellenwerte die Früherkennung von Zustandsverschlechterungen.
Gemeinsam wollen die beiden Universitätskliniken deshalb eine Infrastruktur schaffen, die solche medizinischen Freitexte mit strukturierten Daten zusammenführt. Damit die KI-Modelle beide Informationsquellen gleichermaßen berücksichtigen können, werden die strukturierten Daten zusammen mit den unstrukturierten Daten in das einheitliche, internationale Standardformat FHIR überführt.
FHIR als Standard
Mit der einheitlichen Datenbasis als Grundlage hoffen die Forscher bei REACT, dass klinische Zusammenhänge mit Hilfe der KI-Modelle in Zukunft besser analysiert werden können. Ob und wie gut dies im Versorgungsalltag gelingt, muss sich in der klinischen Erprobung noch zeigen.
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