Das Bundesministerium für Gesundheit fördert das Projekt zur Entwicklung smarter Notfall-Algorithmen durch erklärbare KI-Verfahren (ENSURE), welches in Kooperation der Interdisziplinären Notaufnahme und dem Institut für Medizinische Informatik entwickelt wurde. Der Förderzeitraum umfasst 3 Jahre und wird mit rund 1,4 Millionen Euro finanziert. Das Projekt ist am 01.10.2020 gestartet und läuft bis zum 30.09.2023, mit dem Ziel die Verbesserung einer zeitnahen, zielgerichteten Diagnostik und initialen Therapie in der Notfallversorgung.

In Deutschland hat sich die präklinische und klinische Notfallversorgung in den letzten Jahren zu einem sehr anspruchsvollen beruflichen Handlungsfeld entwickelt. Die komplexe medizinische Herausforderung besteht primär in der zeitkritischen Behandlung von Patienten jeden Alters sowie verschiedenster Erkrankungen und Verletzungen mit einem Spektrum von der ambulanten Behandlung bis hin zur Schockraumversorgung von Schwerstverletzten und intensiv-pflichtigen Patienten. Daneben stellen Zeit- und Kostendruck, multiple Schnittstellenbereiche und steigende Fallzahlen höchsten Anforderungen an die fachliche Qualifikation und Handlungskompetenzen des ärztlichen Personals. Jedoch werden in diesem komplexen Hochrisiko-Setting auch  Weiterbildungsassistent*innen sowie Berufsanfänger der verschiedenen Fachdisziplinen in Rotation eingesetzt. Bei oftmals fehlender Supervision müssen diese im konkreten Notfall auf webbasierte, i.d.R. nicht evidenzbasierte Wissensplattformen zurückgreifen. Ziel des geplanten Verbundprojektes ENSURE ist es, den Prototyp einer bedarfsgerechten, klinischen Entscheidungsunterstützung im Sinne smarter Notfall-Algorithmen zu entwickeln, der sowohl evidenzbasiertes explizites Wissen (regelbasiertes System) als auch KI-Verfahren (Machine Learning System) integriert. Im Rahmen einer klinischen Pilotstudie soll der Prototyp in drei Modellkliniken erprobt und in Bezug auf definierte Prozess- und Qualitätsindikatoren in der Notaufnahme evaluiert werden. Schlussendlich sollen mit ENSURE smarte Notfall-Algorithmen zur Verfügung stehen, die die ärztlichen Handlungskompetenzen in der gesamten notfallmedizinischen Behandlungskette unterstützen und so die Prozess- und Ergebnisqualität in der Notfallversorgung verbessern.

Im geplanten Verbundprojekt ENSURE soll prototypisch ein gleichnamiges, bedarfsgerechtes klinisches Entscheidungsunterstützungssystem im Sinne smarter Notfall-Algorithmen zur zeitnahen zielgerichteten Diagnostik und initialen Therapie in der Notfallversorgung entwickelt und erprobt werden. Ziel ist es, durch den Einsatz von ENSURE die Handlungskompetenz des ärztlichen Personals in der notfallmedizinischen Behandlungskette von der Präklinik bis in die Klinik zu unterstützen und so die Prozess- und Ergebnisqualität in der Notfallversorgung zu verbessern. Mit einem solchen datengetriebenen Instrument sind Anforderungen an die Transparenz und Nachvollziehbarkeit der Entscheidungskriterien sowie und die Menge und Güte der Daten verbunden. Das gleichnamige Entscheidungsunterstützungssystem ENSURE umfasst umfasst zwei Entscheidungsunterstützungssysteme: ein regelbasiertes System als auch ein erklärbares KI-System, welche bei der Diagnosefindung in der Notaufnahme unterstützen sowie Maßnahmen zur initialen Therapie vorschlagen. Die für das Training der ML-Verfahren genutzten Daten werden in einem Datenintegrationszentrum qualitätsgeprüft zusammengeführt und standardisiert repräsentiert. ENSURE integriert Komponenten zur zielgerichteten Suche in der Wissensbasis sowie zur Visualisierung der Entscheidungskriterien. Die Nachnutzung der im Rahmen des Projektes qualitätsgeprüften Daten und der entwickelten Software soll gewährleistet werden.

Die Evaluation erfolgt mittels einer prospektiven, multizentrischen Pilotstudie an drei Modellkliniken (Universitätsmedizin Berlin - Charité, Klinikum Fürth und der UMG).  In der ersten Phase erfolgt eine detaillierte Ist-Analyse der aktuellen Versorgungsrealität. Hierzu sollen wichtige Qualitätsindikatoren und Kennzahlen der Notaufnahme erhoben werden.  Darüber hinaus werden Wissens- und Fallsimulationstests durchgeführt, um die aktuelle Handlungskompetenz der ärztlichen Mitarbeiter in definierten Notfallsituationen zu evaluieren. In Phase 2 erfolgt die Erprobung des Prototyps. Dabei werden die Effekte des Einsatzes auf die Handlungskompetenz der Zielgruppe sowie die Prozess- und Ergebnisqualität der Notfallversorgung überprüft.

Konsortialführung

• Prof. Dr. Sabine Blaschke (Zentrale Notaufnahme)
• Prof. Dr. Dagmar Krefting (Institut für Medizinsiche Informatik)

Projektkoordination

• Kerstin Pischek-Koch (Institut für Medizinische Informatik)