KI für das Gesundheitswesen

KI ist eine IT-Technologie, die die Entwicklung von Produkten für verschiedene Geschäftsbereiche auf ein deutlich neues Qualitätsniveau gebracht hat. Die Gesundheitsbranche bildet da keine Ausnahme: Die Integration von KI in medizinische Datenverwaltungssysteme ermöglicht eine effizientere Arbeit mit wichtigen Informationen, was eine Verbesserung der Qualität der erbrachten Dienstleistungen bedeutet. Die

Statistiken zeigen jedoch, dass die Umsetzung von KI im Gesundheitswesen langsamer erfolgt als gewünscht. Trotz des langsamen Tempos der technologischen Entwicklung in der Medizin halten etwa 85 % der Leiter medizinischer Einrichtungen an KI-Strategien in ihrer Arbeit fest. Dies geht aus einer Untersuchung der Brookings Institution vom Dezember 2021 hervor.

Natalie Shibell, Vizepräsidentin und Leiterin der Gesundheitsforschung bei Forrester Research, betont den Bedarf an KI zur Lösung von Gesundheitsproblemen. Die Technologie ist besonders relevant bei der Arbeit mit chronischen Krankheiten, bei denen es an Personal vor Ort mangelt und die Patienten erneut ins Krankenhaus eingeliefert werden. Diese Umstände veranlassen die Anbieter medizinischer Dienstleistungen dazu, Technologie einzusetzen. So verbessert KI beispielsweise den Datenfluss, indem sie strukturierte und unstrukturierte Daten richtig erkennt und verarbeitet. In Zukunft wird KI für die Suche und die Generierung von Ideen eingesetzt werden, die für die Mitarbeiter, die direkt mit diesen Fragen befasst sind, möglicherweise nicht sichtbar sind. Im Folgenden wird beschrieben, welche Vorteile der Einsatz von KI in der medizinischen Praxis bietet und wie die Möglichkeiten der KI in Anwendungen für die Medizin umgesetzt werden.

Vorteile von AI im Gesundheitswesen

KI-Experten behaupten, dass trotz der riesigen Datenmengen, die im Gesundheitswesen verwendet werden, etwa 97 % der Informationen nicht richtig verarbeitet und in die Arbeit einbezogen werden. Der Grund für diese Situation ist die mangelnde Strukturierung der Informationen. So bleiben Röntgenbilder, beigefügte Aufzeichnungen und Daten in einem anderen Format oft außerhalb der Aufmerksamkeit der Fachleute, weil sie nicht in die entsprechenden Abschnitte aufgenommen wurden. Das Problem lässt sich durch maschinelle Lerntechnologien, KI-Bildverarbeitung und natürliche Sprachverarbeitung (NLP) lösen, mit denen man medizinische Informationen suchen, abfragen und erkennen kann. Ein gutes Beispiel für die Implementierung von Technologien in eine Anwendung ist Amazon HealthLake, das für die Suche und Abfrage unstrukturierter Daten konzipiert ist.
Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass KI in der Medizin weit verbreitet ist - in bestimmten Arbeitsbereichen und als Faktor, der zur Verbesserung der Analytik beiträgt. Wie kann KI im Gesundheitswesen eingesetzt werden?

Ein vielversprechender Bereich ist die Suche nach Unterlagen für die Krebsforschung. Das Fred Hutchinson Cancer Center hat NLP bei Amazon Comprehend Medical eingesetzt, um riesige Datenmengen über die Krankengeschichte von Krebspatienten zu analysieren. Die gewonnenen Informationen wurden mit klinischen Studien verglichen, wodurch es möglich wurde, statistische Informationen zu verarbeiten und Muster der Krankheit zu erkennen. Aufgrund der großen Anzahl von Kriterien, die bei der Suche nach Informationen berücksichtigt werden müssen, musste die Krankengeschichte vollständig gelesen werden, was die Arbeit erheblich verlangsamt.

• Verbesserte Analyse medizinischer Bilder, die es Ihnen ermöglicht, Diagnosen mit größerer Genauigkeit zu stellen und die weitere Behandlung zu planen.
• Bietet eine Überwachung des Zustands und der Dynamik der Genesung, was zu einer qualitativen Verbesserung des Gesundheitszustands des Patienten beiträgt und dem medizinischen Personal Informationen in Echtzeit liefert.
• Die KI ist bei der Analyse von Blutproben unverzichtbar. Der Einsatz von IT-Technologien zielt auf eine genauere und objektivere Analyse der physiologischen Flüssigkeiten ab, um Krankheiten frühzeitig zu erkennen und eine rasche Genesung des Patienten mit möglichst geringen Folgen für den Körper zu ermöglichen.
• Analyse von medizinischen Berichten und Aufzeichnungen zur detaillierten Verarbeitung einer großen Menge von Informationen. Die detaillierte Datenanalyse ermöglicht es, den Entscheidungsprozess zu rationalisieren und einen individuellen Ansatz für die Bereitstellung medizinischer Dienstleistungen für Patienten zu bieten.
• KI-gestützte Apps ermöglichen es, den Personalbestand nicht zu erweitern und gleichzeitig die Zahl der betreuten Patienten zu erhöhen. Darüber hinaus sortiert die Technologie jeden klinischen Fall und gruppiert ähnliche Fälle auf der Grundlage mehrerer Kriterien, um dem Patienten virtuelle Unterstützung zu bieten.
• KI-gestützte Chatbots. Virtuelle Assistenten und KI-gestützte Chatbots sind in den Mittelpunkt gerückt und tauchen in Krankenhäusern, Labors, Apotheken und sogar Pflegeheimen auf. Diese Selbstbedienungstools sind auch eine persönlichere Art der Interaktion mit Gesundheitsdiensten als das Surfen auf einer Website oder die Kommunikation mit einem ausgelagerten Callcenter.

Ein Beispiel für den Einsatz von AI im Gesundheitswesen

Wie wird KI im Gesundheitswesen eingesetzt? Heute gibt es mehrere Trends, die sich in den kommenden Jahren verstärken werden.

Verarbeitung natürlicher Sprache und konversationelle KI

NLP und konversationelle KI gehören inzwischen zu den am häufigsten verwendeten Komponenten. Shibell ist jedoch der Meinung, dass der Einsatz von virtuellen Assistenten in naher Zukunft zunehmen wird. "Assistenten werden ihre Leistung bei der Überprüfung von Symptomen verbessern, und die Analyse selbst wird komplexer und umfassender werden. Dies wird dazu beitragen, Patienten schnell und präzise in zwei Gruppen einzuteilen: diejenigen, die eine medizinische Notfallversorgung benötigen, und diejenigen, die von einem Hausarzt betreut werden."
Konversationelle KI wird dem Patienten helfen, sich auf den Termin vorzubereiten und ihm sogar den Weg zum Krankenhaus weisen. Dazu können auch Ratschläge gehören, ob vor dem Besuch gefastet werden muss, welche Kleidung zu tragen ist und welche Manipulationen vor dem Besuch durchgeführt werden müssen.

Automatisierte Planung

Der Übergang der Medizin zur primären Gesundheitsfürsorge führt zu einem weit verbreiteten Einsatz der automatisierten Planung. Dies ist nicht nur für den Patienten, sondern auch für den Gesundheitsdienstleister praktisch.

Medizinische Bildgebung

Die medizinische Bildgebung ist ein wichtiger Anwendungsbereich für künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen. Die Fähigkeit von KI-Algorithmen, medizinische Bilder wie Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT) und Röntgenbilder genau zu analysieren, ermöglicht es Fachkräften im Gesundheitswesen, wichtige Erkenntnisse über den Zustand von Patienten zu gewinnen. Diese Technologie erhöht die Genauigkeit und Geschwindigkeit der Diagnose und verbessert so die Ergebnisse für die Patienten. Hier sind einige konkrete Beispiele für die Anwendung von KI in der medizinischen Bildgebung:
Radiologie - KI-Algorithmen können radiologische Bilder wie Röntgenaufnahmen und CT-Scans analysieren, um die Diagnose von Krankheiten wie Lungenentzündung und Tuberkulose zu unterstützen.
Diagnose und Behandlung - KI kann medizinische Bilder analysieren und Medizinern helfen, Krankheiten zu diagnostizieren und zu behandeln. So können KI-Algorithmen beispielsweise durch die Analyse von MRT-Scans Hirntumore erkennen und bei der Operationsplanung helfen.

Fernbetreuung von Patienten

KI-gesteuerte virtuelle Assistenten können Patienten aus der Ferne überwachen und ermöglichen es Ärzten, den Gesundheitszustand von Patienten zu kontrollieren, auch wenn diese nicht im selben Raum sind. Patienten mit chronischen Erkrankungen wie Diabetes können davon besonders profitieren. Außerdem können die Patienten ihre Krankheit effektiver verwalten und die Wahrscheinlichkeit von Komplikationen verringern.

Elektronische Gesundheitsakten (EHRs)

Elektronische Gesundheitsakten (EMR) spielen im modernen Gesundheitswesen eine wichtige Rolle. Die KI-Technologie wird für die Verwaltung elektronischer Gesundheitsakten immer wichtiger. Fachkräfte im Gesundheitswesen können mithilfe von KI große Mengen medizinischer Daten analysieren, um Muster und Trends zu erkennen, die bei der Prävention und Behandlung von Krankheiten helfen können.

Personalisierte Behandlung

Experten auf dem Gebiet der KI räumen ein, dass sich die Entwicklung der Diagnostik und der personalisierten Versorgung deutlich verbessern wird, wenn das medizinische Personal mit unstrukturierten Daten arbeiten kann. Gleichzeitig kann die Indizierung keine Alternative zur Strukturierung sein, da dies den medizinischen Dienstleistern nicht gefallen würde. Bei der Indizierung werden Fehler gemacht, und die Kosten eines solchen Vorgangs sind beträchtlich. Gleichzeitig entlastet die Strukturierung der Daten durch Entwicklerwerkzeuge das Personal von Routinearbeiten und gibt den Mitarbeitern die Möglichkeit, sich auf ihr Kerngeschäft - die Patientenversorgung - zu konzentrieren.

Integration von Omics, elektronischen Krankenakten und tragbaren Geräten

Für die Zukunft wird die Möglichkeit gesehen, Omics (biochemische Analysen - Metabolomics, Genomics, Transcriptomics) mit elektronischen Krankenakten und Informationen aus tragbaren Geräten zu kombinieren. Solche Aufzeichnungen, kombiniert mit Omics-Daten, werden helfen, zwischen Patientenphänotypen zu unterscheiden.

Strengere staatliche Regulierung von KI in der Zukunft

Es ist davon auszugehen, dass sich der Prozess der KI-Regulierung in naher Zukunft verschärfen wird, zumindest in den USA und den europäischen Ländern. Start-ups werden sich auf KI-Technologie stützen, was eine Reihe von Problemen im Zusammenhang mit KI-Management, Datenzugang usw. aufwirft. Um eine strengere Kontrolle zu ermöglichen, ist ein Übergang vom Bereich der medizinischen Entscheidungsunterstützungssysteme zum Bereich der medizinischen Geräte möglich.

KI-gestützte Produktentwicklung im Gesundheitsbereich

Software Development Hub betreibt eigene Forschung auf dem Gebiet der KI und des maschinellen Lernens, um innovative datengesteuerte Softwarelösungen zu implementieren. Unsere wissenschaftliche Forschung wird von der Abteilung für Software-Engineering und Management-Informationstechnologien des Kharkiv Polytechnic Institute unterstützt. Wir entwickeln auch Integrationen von vorgefertigten KI-Tools in Softwareprodukte für das Gesundheitswesen. Unser Team hilft Ihnen, durch die Integration von KI in die Arbeitsabläufe Ihrer Einrichtung ein hohes Leistungsniveau zu erreichen und gleichzeitig die Qualität der Patientenversorgung zu verbessern. Durch den Einsatz von KI-Komponenten werden Verzögerungen bei der Analyse medizinischer Bilder vermieden und Entscheidungen schneller und präziser getroffen.

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