Entwicklung eines KI-basierten Entscheidungsunterstützungssystems zur individualisierten Vorhersage wirksamer Antibiotikatherapien (KINBIOTICS)

Ergebnisse

Es konnte ein einheitliches Datenmodell entwickelt werden, um den interoperablen Austausch und die Zusammenführung von relevanten Daten aus klinischen Informationssystemen zu ermöglichen. Das technische Format orientierte sich an dem durch die Medizininformatik-Initiative (MII) definierten Kerndatensatz. Dank dieses Modells wurden insgesamt 3.600 Datenpunkte für Sepsis-Fälle aus den drei beteiligten Kliniken in Bielefeld und Detmold ausgeleitet. Zudem wurde ein KI-basiertes System zur Unterstützung von Ärztinnen und Ärzten bei der Verschreibung eines Antibiotikums entwickelt. Allerdings hat das experimentelle System eine Fehlerrate von deutlich über 10 %, da zu wenige valide Daten zum Training zur Verfügung standen. Perspektivisch ließe sich dieses Problem durch zusätzlicher Trainingsdaten lösen.

Weiterhin wurde ein Erreger- und Resistenz-Observatorium, sowie ein Sequenzierverfahren zur Typisierung von bakteriellen Erregern entwickelt und prototypisch etabliert. In einem Leitfaden zur Integration von Entscheidungsunterstützungssystemen in der klinischen Praxis wurden Handlungsemp­fehlungen für die Nutzbarmachung definiert: Hierzu zählt unter anderem die Schaffung einer technischen Infrastruktur, damit das System erfolgreich integriert werden kann, eine transparente und nachvollziehbare Darstellung der KI-Entscheidung oder die frühzeitige Einbindung der Nutzenden sowie deren Vorbereitung auf den KI-Einsatz.

Verwertung

Das Vorhaben KINBIOTICS hat wichtige Grundlagen für die Entwicklung von Systemen zum besseren Einsatz von Antibiotika bei Sepsis gelegt. Diese können mittelfristig die Gesundheitsversorgung nach-haltig verbessern und das medizinische Personal in der Therapieauswahl für sich im kritischen Zustand der Sepsis befindliche Patientinnen und Patienten unterstützen. Der erarbeitete und online veröffentlichte Leitfaden benennt wichtige Eckpunkte für den Einsatz von Entscheidungsunterstützungssystemen im klinischen Alltag. Dieser kann Entwicklerinnen und Entwickler als Richtschnur für die Gestaltung von KI-basierten Systemen dienen oder aber von Institutionen wie Kliniken für die praktische Verstetigung herangezogen werden. Die KINBIOTICS-Datenbank wird weiterhin auch für Folgeprojekte genutzt und stetig durch weitere Informationen ergänzt.