Eine künstliche Intelligenz übertrifft Ärzte bei der Diagnose und Behandlung von Patienten

Ein als MIRA bezeichnetes KI-System hat gezeigt, dass es komplexe medizinische Fälle mit einer Genauigkeit bewältigen kann, die der von erfahrenen Ärzten entspricht oder diese sogar übertrifft. In eine Umgebung integriert, die eine elektronische Patientenakte simuliert, kann MIRA die Krankengeschichte der Patienten abfragen, Laboranalysen, Bildgebungsuntersuchungen und mikrobiologische Tests anfordern und auswerten, Differenzialdiagnosen erstellen sowie Behandlungspläne vorschlagen. Diese Pläne umfassen die Verschreibung von Medikamenten, die Planung chirurgischer Eingriffe und die Organisation von Krankenhausaufenthalten.

Bei einer Bewertung mit über 500 realen Fällen, die verschiedene Krankheiten abdeckten, übertraff MIRA die Ärzte in Bezug auf die diagnostische Genauigkeit. Sie traf Entscheidungen, die den klinischen Leitlinien entsprachen, medizinisch sicher waren und auf die Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten waren. Im Gegensatz zu früheren KI-Anwendungen, die sich auf isolierte Aufgaben beschränkten oder Ratschläge in Form von Freitext gaben, bewies MIRA, dass ein in die Patientenakte integrierter Agent eine klinische Absicht in strukturierte und ausführbare Handlungen umwandeln kann. Dadurch könnte sie ein potenziell effektiverer Partner zur Entscheidungsunterstützung für Ärzte sein.

MIRA wurde mit einer Vielzahl von Fällen getestet, die von Blinddarmentzündung bis hin zu Bauchspeicheldrüsenentzündung, Lungen- oder Harnwegsinfektionen reichten. In jeder Situation ging sie ähnlich wie ein Arzt vor: Sie sammelte Informationen durch Dialoge, forderte zusätzliche Untersuchungen an, analysierte die Ergebnisse und schlug eine Behandlung vor. Bei einer Blinddarmentzündung begann MIRA beispielsweise damit, die klinische Vorgeschichte zu erheben, forderte dann eine körperliche Untersuchung, Blutanalysen und Bildgebung an, bevor sie Medikamente verschrieb und einen chirurgischen Eingriff plante. Ihre Entscheidungen entsprachen eng den gängigen Praktiken, einschließlich spezifischer Blutparameter, mikrobiologischer Tests und angeforderter Bildgebungsmodalitäten.

Die Ergebnisse zeigen, dass MIRA eine durchschnittliche diagnostische Genauigkeit von 88,9 % über alle bewerteten Krankheiten hinweg erreichte, mit besonders hohen Leistungen bei Erkrankungen wie Blinddarmentzündung, wo sie eine Genauigkeit von 98,6 % bei korrekten Diagnosen erreichte. Selbst bei komplexeren Fällen wie Bauchspeicheldrüsenentzündung erzielte sie eine Genauigkeit von 92,3 %. Im Vergleich zu zertifizierten Ärzten erreichte MIRA eine durchschnittliche Genauigkeit von 87,8 %, während erfahrene Ärzte bei 78,1 % und eine gemischte Gruppe aus Assistenz- und Oberärzten bei 71,1 % lagen. Die größten Unterschiede wurden bei Bauchspeicheldrüsenentzündung beobachtet, wo MIRA eine Genauigkeit von 95,2 % erreichte und damit die 78,6 % der zertifizierten Ärzte und die 61,9 % der gemischten Gruppe deutlich übertraff.

MIRA zeigte auch große Sorgfalt bei der Einhaltung medizinischer Protokolle. Sie verschrieb Behandlungen, die den klinischen Empfehlungen entsprachen, in einem höheren Maße als die Ärzte, insbesondere bei Aspekten wie der Verabreichung von intravenösen Flüssigkeiten oder der Schmerztherapie. Im Durchschnitt wies sie eine um 35 Prozentpunkte höhere Übereinstimmung im Vergleich zu zertifizierten Ärzten und 36 Prozentpunkte im Vergleich zur gemischten Gruppe auf. Allerdings erreichte sie, wie auch die Ärzte, keine perfekte Übereinstimmung bei allen Behandlungen, insbesondere im Bereich der Antibiotikatherapie, wo nur bei Lungenentzündung eine 100 %ige Übereinstimmung in der bewerteten Gruppe erreicht wurde.

Auch die Sicherheit der Verschreibungen wurde gründlich bewertet. Es wurden keine Fälle von schweren Kontraindikationen festgestellt, wie etwa schwere Arzneimittelwechselwirkungen, Nieren-Dosierungsunverträglichkeiten, allergische Unverträglichkeiten, Risiken im Zusammenhang mit der Verlängerung des QT-Intervalls oder unsichere Opioid-Verschreibungen. Nur drei Fälle von Therapiedopplungen wurden identifiziert, die klinisch als akzeptabel eingestuft wurden. Darüber hinaus zeigte MIRA eine Genauigkeit von 99,8 % bei der Dokumentation der verschriebenen Medikamente, mit großer Präzision bei Dosierungsanweisungen, Einheiten, Zeiträumen und Verabreichungswegen.

Ein weiterer entscheidender Aspekt war die Bewertung der Robustheit von MIRA gegenüber potenziellen Verzerrungen. Es wurden Tests durchgeführt, um zu überprüfen, ob Variationen in den Merkmalen der Patienten, wie Geschlecht, Angstzustände, gesprochene Sprache oder persönliche Überzeugungen über ihren Gesundheitszustand, ihre Leistung beeinträchtigten. Die Ergebnisse zeigten, dass MIRA in allen getesteten Situationen eine diagnostische Stabilität bewahrte, mit minimalen Unterschieden in der Genauigkeit, was ihre Robustheit gegenüber solchen Störungen bestätigt.

MIRA wurde auch darauf bewertet, ob sie Aufnahmen oder Entlassungen aus der Notaufnahme angemessen empfehlen konnte. In Szenarien mit Lungenentzündung und Lungenembolie identifizierte sie alle Patienten, die eine Aufnahme benötigten, korrekt mit einer Sensitivität von 100 %. Obwohl sie manchmal unnötige Aufnahmen empfahl, verpasste sie niemals eine notwendige Aufnahme, was einen vorsichtigen, aber sicheren Ansatz zeigt.

Schließlich bewies MIRA, dass sie ein breites Spektrum an klinischen Optionen – insgesamt über 85.000 – bewältigen konnte, während sie die etablierten medizinischen Standards einhielt. Sie nutzte standardisierte medizinische Kodierungssysteme, um sicherzustellen, dass ihre Anfragen und Ergebnisse mit echten elektronischen Patientenakten kompatibel waren. Dazu gehörte die Verwendung von Codes für Diagnosen, Medikamente, Laboranalysen und Verfahren, was eine nahtlose Integration in bestehende klinische Arbeitsabläufe garantiert.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass MIRA ein wertvolles Werkzeug werden könnte, um Ärzte bei ihrer täglichen Arbeit zu unterstützen, indem sie repetitive Aufgaben automatisiert und die Genauigkeit von Diagnosen und Behandlungen verbessert. Dennoch sind weitere Studien in realen klinischen Umgebungen erforderlich, um ihre Wirksamkeit und Sicherheit im großen Maßstab zu bestätigen.

Eine künstliche Intelligenz übertrifft Ärzte bei der Diagnose und Behandlung von Patienten

Ein als MIRA bezeichnetes KI-System hat gezeigt, dass es komplexe medizinische Fälle mit einer Genauigkeit bewältigen kann, die der von erfahrenen Ärzten entspricht oder diese sogar übertrifft. In eine Umgebung integriert, die eine elektronische Patientenakte simuliert, kann MIRA die Krankengeschichte der Patienten abfragen, Laboranalysen, Bildgebungsuntersuchungen und mikrobiologische Tests anfordern und auswerten, Differenzialdiagnosen erstellen sowie Behandlungspläne vorschlagen. Diese Pläne umfassen die Verschreibung von Medikamenten, die Planung chirurgischer Eingriffe und die Organisation von Krankenhausaufenthalten.

Bei einer Bewertung mit über 500 realen Fällen, die verschiedene Krankheiten abdeckten, übertraff MIRA die Ärzte in Bezug auf die diagnostische Genauigkeit. Sie traf Entscheidungen, die den klinischen Leitlinien entsprachen, medizinisch sicher waren und auf die Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten waren. Im Gegensatz zu früheren KI-Anwendungen, die sich auf isolierte Aufgaben beschränkten oder Ratschläge in Form von Freitext gaben, bewies MIRA, dass ein in die Patientenakte integrierter Agent eine klinische Absicht in strukturierte und ausführbare Handlungen umwandeln kann. Dadurch könnte sie ein potenziell effektiverer Partner zur Entscheidungsunterstützung für Ärzte sein.

MIRA wurde mit einer Vielzahl von Fällen getestet, die von Blinddarmentzündung bis hin zu Bauchspeicheldrüsenentzündung, Lungen- oder Harnwegsinfektionen reichten. In jeder Situation ging sie ähnlich wie ein Arzt vor: Sie sammelte Informationen durch Dialoge, forderte zusätzliche Untersuchungen an, analysierte die Ergebnisse und schlug eine Behandlung vor. Bei einer Blinddarmentzündung begann MIRA beispielsweise damit, die klinische Vorgeschichte zu erheben, forderte dann eine körperliche Untersuchung, Blutanalysen und Bildgebung an, bevor sie Medikamente verschrieb und einen chirurgischen Eingriff plante. Ihre Entscheidungen entsprachen eng den gängigen Praktiken, einschließlich spezifischer Blutparameter, mikrobiologischer Tests und angeforderter Bildgebungsmodalitäten.

Die Ergebnisse zeigen, dass MIRA eine durchschnittliche diagnostische Genauigkeit von 88,9 % über alle bewerteten Krankheiten hinweg erreichte, mit besonders hohen Leistungen bei Erkrankungen wie Blinddarmentzündung, wo sie eine Genauigkeit von 98,6 % bei korrekten Diagnosen erreichte. Selbst bei komplexeren Fällen wie Bauchspeicheldrüsenentzündung erzielte sie eine Genauigkeit von 92,3 %. Im Vergleich zu zertifizierten Ärzten erreichte MIRA eine durchschnittliche Genauigkeit von 87,8 %, während erfahrene Ärzte bei 78,1 % und eine gemischte Gruppe aus Assistenz- und Oberärzten bei 71,1 % lagen. Die größten Unterschiede wurden bei Bauchspeicheldrüsenentzündung beobachtet, wo MIRA eine Genauigkeit von 95,2 % erreichte und damit die 78,6 % der zertifizierten Ärzte und die 61,9 % der gemischten Gruppe deutlich übertraff.

MIRA zeigte auch große Sorgfalt bei der Einhaltung medizinischer Protokolle. Sie verschrieb Behandlungen, die den klinischen Empfehlungen entsprachen, in einem höheren Maße als die Ärzte, insbesondere bei Aspekten wie der Verabreichung von intravenösen Flüssigkeiten oder der Schmerztherapie. Im Durchschnitt wies sie eine um 35 Prozentpunkte höhere Übereinstimmung im Vergleich zu zertifizierten Ärzten und 36 Prozentpunkte im Vergleich zur gemischten Gruppe auf. Allerdings erreichte sie, wie auch die Ärzte, keine perfekte Übereinstimmung bei allen Behandlungen, insbesondere im Bereich der Antibiotikatherapie, wo nur bei Lungenentzündung eine 100 %ige Übereinstimmung in der bewerteten Gruppe erreicht wurde.

Auch die Sicherheit der Verschreibungen wurde gründlich bewertet. Es wurden keine Fälle von schweren Kontraindikationen festgestellt, wie etwa schwere Arzneimittelwechselwirkungen, Nieren-Dosierungsunverträglichkeiten, allergische Unverträglichkeiten, Risiken im Zusammenhang mit der Verlängerung des QT-Intervalls oder unsichere Opioid-Verschreibungen. Nur drei Fälle von Therapiedopplungen wurden identifiziert, die klinisch als akzeptabel eingestuft wurden. Darüber hinaus zeigte MIRA eine Genauigkeit von 99,8 % bei der Dokumentation der verschriebenen Medikamente, mit großer Präzision bei Dosierungsanweisungen, Einheiten, Zeiträumen und Verabreichungswegen.

Ein weiterer entscheidender Aspekt war die Bewertung der Robustheit von MIRA gegenüber potenziellen Verzerrungen. Es wurden Tests durchgeführt, um zu überprüfen, ob Variationen in den Merkmalen der Patienten, wie Geschlecht, Angstzustände, gesprochene Sprache oder persönliche Überzeugungen über ihren Gesundheitszustand, ihre Leistung beeinträchtigten. Die Ergebnisse zeigten, dass MIRA in allen getesteten Situationen eine diagnostische Stabilität bewahrte, mit minimalen Unterschieden in der Genauigkeit, was ihre Robustheit gegenüber solchen Störungen bestätigt.

MIRA wurde auch darauf bewertet, ob sie Aufnahmen oder Entlassungen aus der Notaufnahme angemessen empfehlen konnte. In Szenarien mit Lungenentzündung und Lungenembolie identifizierte sie alle Patienten, die eine Aufnahme benötigten, korrekt mit einer Sensitivität von 100 %. Obwohl sie manchmal unnötige Aufnahmen empfahl, verpasste sie niemals eine notwendige Aufnahme, was einen vorsichtigen, aber sicheren Ansatz zeigt.

Schließlich bewies MIRA, dass sie ein breites Spektrum an klinischen Optionen – insgesamt über 85.000 – bewältigen konnte, während sie die etablierten medizinischen Standards einhielt. Sie nutzte standardisierte medizinische Kodierungssysteme, um sicherzustellen, dass ihre Anfragen und Ergebnisse mit echten elektronischen Patientenakten kompatibel waren. Dazu gehörte die Verwendung von Codes für Diagnosen, Medikamente, Laboranalysen und Verfahren, was eine nahtlose Integration in bestehende klinische Arbeitsabläufe garantiert.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass MIRA ein wertvolles Werkzeug werden könnte, um Ärzte bei ihrer täglichen Arbeit zu unterstützen, indem sie repetitive Aufgaben automatisiert und die Genauigkeit von Diagnosen und Behandlungen verbessert. Dennoch sind weitere Studien in realen klinischen Umgebungen erforderlich, um ihre Wirksamkeit und Sicherheit im großen Maßstab zu bestätigen.

Bases documentaires

Rapport de référence

DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-026-10675-5

Titre : Towards autonomous medical artificial intelligence agents

Revue : Nature

Éditeur : Springer Science and Business Media LLC

Auteurs : Dyke Ferber; Lars Hilgers; Christiane Höper; Benedict Kinny-Köster; Jan-Niklas Eckardt; Katharina Egger-Heidrich; Marius Bill; Martin M. K. Schneider; Jan Clusmann; Lejla Kadric; Marcel Oehme; Maximilian Mayrhofer-Schmid; Alexander Oeser; Georg Wölflein; Isabella C. Wiest; Jan Moritz Middeke; A. John Iafrate; Daniel Truhn; Dirk Jäger; Jakob Nikolas Kather