Generative KI in der klinischen Forschung

Generative KI revolutioniert zunehmend die klinische Forschung und verspricht, viele Prozesse effizienter und effektiver zu gestalten. Ein Hauptanwendungsgebiet ist die Beschleunigung der Patientenrekrutierung für klinische Studien. Forscher am Mass General Brigham Krankenhaus haben gezeigt, dass KI-Software wie ChatGPT den Screening-Prozess zur Identifizierung geeigneter Studienteilnehmer deutlich beschleunigen kann[8]. In ihrer Studie verwendeten sie eine Version von OpenAIs GPT-4 über Microsofts Azure-Cloud, um Patientenakten nach Teilnahmekriterien für eine Herzinsuffizienz-Studie zu durchsuchen. Die KI erreichte dabei eine Genauigkeit von 97,9% bis 100% im Vergleich zur Beurteilung durch Experten – und das zu Kosten von durchschnittlich nur 11 Cent pro Patient[8].

Auch bei der Erstellung von Studienprotokollen und der Analyse von Studiendaten kommt generative KI zum Einsatz. Das Unternehmen Intelligent Medical Objects hat mit SEETrials eine Methode entwickelt, um mit GPT-4 Sicherheits- und Wirksamkeitsinformationen aus Studienabstracts zu extrahieren[9]. Dies ermöglicht Forschern einen schnellen Überblick über das Design und die Ergebnisse ähnlicher Studien. Am Stanford University Lab wurde zudem das Tool CliniDigest entwickelt, das Dutzende von Einträgen aus der Datenbank ClinicalTrials.gov zusammenfasst[9].

Bei der Optimierung von Ein- und Ausschlusskriterien für Studien hilft KI, Ineffizienzen zu beseitigen. Unternehmen wie Roche, Genentech und AstraZeneca nutzen dafür das Tool Trial Pathfinder[9]. Eine weitere vielversprechende Entwicklung ist AutoTrial vom Labor der University of Illinois, das auf Basis einer Studienbeschreibung passende Kriterienspannen, etwa für den Body-Mass-Index, generieren kann[9].

Generative KI unterstützt auch bei der Datenanalyse während laufender Studien. Forscher bei Novartis berichteten, dass KI unstrukturierte Berichte auswerten, Bilder oder Laborergebnisse annotieren und fehlende Datenpunkte ergänzen kann[9]. An der Stanford University wurde PLIP entwickelt, eine KI-gestützte Suchmaschine für medizinische Dokumente, die auch Bilder durchsuchen kann[9].

Ein weiterer innovativer Ansatz kommt vom Startup Unlearn in San Francisco. Dessen Technologie erstellt digitale Zwillinge von Studienteilnehmern, um den Verlauf in der Kontrollgruppe zu simulieren. Dadurch lässt sich die Zahl der benötigten Kontrollpatienten um 20% bis 50% reduzieren[9].

Auch in der Arzneimittelforschung spielt generative KI eine zunehmend wichtige Rolle. Sie kann molekulare Strukturen und chemisches Verhalten von Wirkstoffen berechnen und so bei der Entwicklung neuer Medikamente helfen[10]. In der Radiologie unterstützt KI bei der Detektion und Segmentierung von Bilddaten sowie der Verbesserung der Bildqualität[10].

Insgesamt zeigt sich, dass generative KI das Potenzial hat, klinische Studien in vielen Bereichen zu optimieren – von der Planung über die Durchführung bis zur Auswertung. Experten wie Dr. Johannes Haubold vom Universitätsklinikum Essen sehen darin große Chancen, die Effizienz und Qualität klinischer Forschung zu steigern[10]. Mit der rasanten Weiterentwicklung von KI-Technologien ist in den kommenden Jahren mit weiteren bedeutenden Fortschritten zu rechnen.

Quellen:
[1] Generative AI Could Help Accelerate Clinical Development – Deloitte https://www2.deloitte.com/us/en/blog/health-care-blog/2023/generative-ai-could-help-accelerate-clinical-development.html
[2] The Role of Generative AI in Clinical Trials and Research – CrossAsyst https://crossasyst.com/blog/generative-ai-in-clinical-trials/
[3] Generative KI im Gesundheitswesen: Die Patientenversorgung und https://www.intersystems.com/de/resources/generative-ki-im-gesundheitswesen-die-patientenversorgung-und-diagnose-revolutionieren/
[4] Transformation des Gesundheitswesens mit generativer KI – Shaip https://de.shaip.com/blog/transforming-healthcare-with-generative-ai-key-benefits-applications/
[5] Generative AI-Enabled/Augmented Clinical Trials: The Road Ahead https://www.appliedclinicaltrialsonline.com/view/generative-ai-enabled-augmented-clinical-trials-the-road-ahead-
[6] Revolutionizing Clinical Trials with Generative AI https://www.clinicalresearchnewsonline.com/news/2024/07/19/revolutionizing-clinical-trials-with-generative-ai
[7] Generative AI in Healthcare – Anwendungen und Trends https://www.sophiehundertmark.com/generative-ai-in-healthcare/
[8] Study shows generative AI can speed up clinical trial enrollment for … https://www.fiercebiotech.com/medtech/study-shows-generative-ai-can-speed-clinical-trial-enrollment-pennies-patient
[9] How AI is being used to accelerate clinical trials – Nature https://www.nature.com/articles/d41586-024-00753-x
[10] Generative KI erleichtert radiologische Befundung https://www.siemens-healthineers.com/deu/perspectives/generative-ai-in-radiology
[11] Ärztliche Kunst mit KI – Ärztekammer Nordrhein https://www.aekno.de/aerzte/rheinisches-aerzteblatt/ausgabe/artikel/2023/dezember-2023/aerztliche-kunst-mit-ki
[12] Künstliche Intelligenz im Gesundheitswesen | Statista https://de.statista.com/themen/8222/kuenstliche-intelligenz-im-gesundheitswesen/