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HGF TechKnow

KI-gestützte personalisierte Medizin

September 2023

Die Integration von künstlicher Intelligenz (KI) in das Gesundheitswesen hat eine neue Ära der personalisierten Medizin eingeläutet, die wirksamere und maßgeschneiderte Behandlungen für Patienten verspricht. Traditionelle medizinische Ansätze gehen oft von einem Einheitsmodell aus, aber die KI-gestützte personalisierte Medizin verändert das Spiel, indem sie die Macht der Daten, des maschinellen Lernens (ML) und der fortgeschrittenen Analytik nutzt, um individualisierte Gesundheitspläne zu erstellen.

Personalisierte Medizin oder Gesundheitsfürsorge, auch bekannt als Präzisionsmedizin, ist ein Ansatz für die Gesundheitsfürsorge, bei dem medizinische Entscheidungen, Praktiken und Produkte auf den einzelnen Patienten zugeschnitten werden. Das Ziel ist es, Behandlungen anzubieten, die effektiver sind, Nebenwirkungen minimieren und die Ergebnisse auf der Grundlage der einzigartigen genetischen Ausstattung, der medizinischen Vorgeschichte und des Lebensstils jedes Patienten optimieren.

Die Künstliche Intelligenz spielt eine zentrale Rolle in der personalisierten Medizin, indem sie riesige Mengen von Patientendaten verarbeitet, Muster erkennt und Erkenntnisse gewinnt, die bei der Diagnose, der Auswahl der Behandlung und der Prognose helfen. Hier ein paar Beispiele dafür, wie KI die personalisierte Medizin revolutioniert:

Datenanalyse und Integration: KI-Algorithmen sind hervorragend in der Lage, verschiedene Datentypen zu verarbeiten und zu integrieren, darunter genetische Informationen, medizinische Aufzeichnungen, Bildgebung und Daten von tragbaren Geräten. Diese umfassende Sicht auf die Gesundheit eines Patienten ermöglicht eine genauere und ganzheitlichere Beurteilung.

Genomische Medizin: Die KI hilft bei der Analyse des Erbguts eines Menschen. Durch die Identifizierung spezifischer genetischer Marker und Mutationen kann die KI die Anfälligkeit für Krankheiten vorhersagen, gezielte Therapien auswählen und sogar die Wahrscheinlichkeit eines Behandlungserfolgs vorhersagen.

Arzneimittelentdeckung und -entwicklung: KI beschleunigt die Entdeckung von Arzneimitteln, indem sie riesige chemische Bibliotheken durchforstet, potenzielle Arzneimittelkandidaten vorhersagt und ihre Sicherheit und Wirksamkeit bewertet. Dieser Ansatz strafft den Entwicklungsprozess und reduziert Kosten und Fristen.

Personalisierung der Behandlung: KI kann Patientendaten analysieren, um die am besten geeigneten Behandlungsoptionen zu ermitteln, einschließlich Medikamentendosierungen und Therapieschemata. Dadurch wird sichergestellt, dass die Behandlungen auf die individuellen Bedürfnisse des Einzelnen zugeschnitten sind, was sowohl die Wirksamkeit als auch die Therapietreue der Patienten verbessert.

Krankheitsvorhersage und Prävention: KI-Modelle können den Ausbruch von Krankheiten vorhersagen, indem sie Patientendaten analysieren und frühe Warnzeichen erkennen. Dies ermöglicht proaktive Eingriffe, Anpassungen des Lebensstils und Präventionsmaßnahmen.

Echtzeitüberwachung: Mit KI-Algorithmen ausgestattete tragbare Geräte und Sensoren ermöglichen eine kontinuierliche Gesundheitsüberwachung. Diese Geräte können Anomalien erkennen und Gesundheitsdienstleister und Patienten alarmieren, um ein rechtzeitiges Eingreifen zu ermöglichen.

Dies sind Beispiele für KI in der personalisierten Medizin. Die KI treibt jedoch auch die Innovation im Gesundheitswesen im weiteren Sinne voran, wie die Food and Drug Administration (FDA) in den USA zeigt, die eine Liste von KI/ML-Algorithmen für die Medizin zusammengestellt hat, die für den Markt zugelassen sind. Bislang sind über 500 davon zugelassen worden, und die meisten davon beziehen sich auf die medizinische Bildgebung, z.B. in der Diagnostik [1].

Die Medicines and Healthcare Products Regulatory Agency (MHRA) hat keine ähnliche Liste veröffentlicht. Die britische Regierung erkennt jedoch die Bedeutung der KI für die zukünftige Gesundheitsversorgung an und kündigte im März 2023 an, dass sie neun der vielversprechendsten KI-Technologien für die Gesundheitsversorgung finanziert, um die Forschung zu beschleunigen [2]. In ähnlicher Weise kündigte die britische Regierung im August 2023 22 Projekte an, die Mittel erhalten, um zu erforschen, wie KI im Gesundheitswesen entwickelt und eingesetzt werden kann. Eines dieser Projekte (Universität Oxford) bezieht sich auf die personalisierte Gesundheitsversorgung, bei der KI zur klinischen Risikovorhersage eingesetzt wird, um die Wahrscheinlichkeit zukünftiger Gesundheitsprobleme auf der Grundlage der bestehenden Erkrankungen einer Person zu bestimmen. Die britische Regierung hat außerdem zwei führende Experten ernannt, die die Federführung bei der Ausrichtung des ersten großen internationalen Gipfels über die sichere Nutzung von KI im Herbst 2023 übernehmen sollen. [3]

Der Fortschritt der Medizintechnik im Allgemeinen spiegelt sich auch in der Zahl der Patentanmeldungen wider, wobei die Medizintechnik einer der Haupttreiber für das Wachstum der Patentanmeldungen beim EPA im Jahr 2022 war. Betrachtet man die Zahl der vom EPA veröffentlichten KI-Patentanmeldungen, so ist diese Zahl in den letzten Jahren deutlich gestiegen, und im Jahr 2022 wurden über 10 000 KI-Patentanmeldungen veröffentlicht.

Die KI-gestützte personalisierte Medizin stellt einen Wandel in der Gesundheitsversorgung dar, weg von der Einheitsgröße, hin zu maßgeschneiderten Behandlungen und Interventionen. Durch die Nutzung der Möglichkeiten der KI zur Analyse umfangreicher Datensätze und zur Gewinnung aussagekräftiger Erkenntnisse können Gesundheitsdienstleister präzisere Diagnosen, Behandlungspläne und Präventionsstrategien anbieten. Da Forschung und Technologie weiter voranschreiten, wird die KI-gestützte personalisierte Medizin die Art und Weise, wie wir die Gesundheitsversorgung verstehen und angehen, weiter verändern.

 

Dieser Artikel wurde von HGF Patent Director Dr. Sofie McPherson verfasst.

 

[1]. https://www.fda.gov/medical-devices/software-medical-device-samd/artificial-intelligence-and-machine-learning-aiml-enabled-medical-devices#resources

[2]. https://www.gov.uk/government/news/thousands-of-patients-to-benefit-from-quicker-diagnosis-more-accurate-tests-from-ground-breaking-ai-research

[3] https://www.gov.uk/government/news/experts-to-lead-ai-safety-summit-preparations-as-new-funding-announced-to-modernise-healthcare

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