Boston Children’s nutzt KI für neue Diagnosen

Das Boston Children’s Hospital setzte nicht einfach auf künstliche Intelligenz, um mit neuer Technologie zu experimentieren. Das Krankenhaus verankerte KI organisationsweit als zentralen Bestandteil seiner klinischen und betrieblichen Infrastruktur, um die Versorgung seiner pädiatrischen Patient:innen zu verbessern, insbesondere jener mit komplexen und seltenen Erkrankungen. Durch die Integration von KI in tägliche Workflows hat das Team Betriebskosten gesenkt, den Zugang zur Versorgung verbessert und dazu beigetragen, mehr als 40 seltene Erkrankungen zu diagnostizieren, die zuvor ungeklärt geblieben waren.

Das Boston Children’s Hospital ist eine der größten pädiatrischen Einrichtungen der Welt und versorgt Patient:innen in mehr als 40 Fachgebieten mit jährlich fast einer Million ambulanter Besuche.

Wie viele Gesundheitssysteme arbeitet es unter engen finanziellen Rahmenbedingungen und muss zugleich eine zunehmende administrative Belastung bewältigen. Teams in Lieferkette, Abrechnung und Betrieb bearbeiten große Mengen repetitiver Aufgaben, von der Rechnungsverarbeitung bis zur Koordination von Zeitplänen. Diese Prozesse sind notwendig, aber zeitintensiv und halten Mitarbeitende von wertschöpfenderer Arbeit ab.

Gleichzeitig stehen klinische Teams vor einer anderen Art von Einschränkung. Fälle seltener Erkrankungen umfassen oft fragmentierte genetische Daten, unvollständige klinische Vorgeschichten und eine überwältigende Menge medizinischer Literatur. Selbst in einer führenden Forschungseinrichtung können Ärzt:innen all diese Informationen nicht schnell genug zusammenführen, um jede Diagnose zu stellen.

„Das Problem ist nicht mangelnder Einsatz“, so John Brownstein, Chief Innovation Officer bei Boston Children’s. „Es sind die kognitiven Grenzen des Menschen.“

Boston Children’s begann mit einzelnen KI-Anwendungsfällen, darunter Dokumentations- und Übersetzungstools. Doch diese frühen Bemühungen zeigten schnell die Grenzen eines fragmentierten Ansatzes auf.

„Wir können uns nicht einfach auf Einzellösungen verlassen“, sagt Brownstein.

Das Krankenhaus verlagerte den Schwerpunkt auf den Aufbau einer von Brownstein als Enterprise-KI-Ebene bezeichneten Ebene: eine sichere interne ChatGPT‑Umgebung, die von Forschungs-, klinischen und administrativen Teams genutzt wird. Statt KI als Sammlung von Tools zu behandeln, schuf die Organisation eine gemeinsame Grundlage, auf der neue Fähigkeiten schnell entwickelt und bereitgestellt werden konnten.

Dieses System ermöglicht es Teams, mit KI auf eine Weise zu arbeiten, die direkt für ihre Rollen relevant ist – ob es um den Zugriff auf interne Daten, die Zusammenfassung medizinischer Literatur oder die Optimierung von Workflows geht. Governance-Strukturen wurden parallel zur Technologie aufgebaut, um Sicherheit, Überwachung und eine konsistente Bewertung sicherzustellen.

Der Wandel veränderte das Innovationstempo. Tools, die früher lange Entwicklungszyklen erforderten, können heute innerhalb von Tagen bereitgestellt werden, sodass die Organisation schnell auf betriebliche Anforderungen und klinische Bedürfnisse reagieren kann.

Heute nutzen mehr als ein Drittel der Mitarbeitenden KI als Teil ihrer täglichen Arbeit, über klinische, Forschungs- und Verwaltungsfunktionen hinweg.

Boston Children’s konzentrierte sich zunächst auf Bereiche, in denen KI messbare betriebliche Wirkung erzielen konnte. In der Lieferkette übernimmt KI inzwischen die Erfassung, Weiterleitung und Beantwortung von Rechnungen.

Parallel dazu setzte das Krankenhaus KI für die Operationsplanung ein. Durch die Analyse klinischer Notizen und die Einschätzung der Akuität von Patient:innen verbessert das System die Zuteilung von OP-Zeit. Dadurch können Zeitpläne weiter im Voraus geplant werden, was die Auslastung erhöht und mehr Patient:innen ermöglicht, die benötigte Versorgung schneller zu erhalten.

Darüber hinaus nutzen Ärzt:innen KI zur Entscheidungsunterstützung und zur Zusammenführung komplexer klinischer Informationen. Forschende setzen sie für Datenanalysen und den Aufbau von Kohorten ein. Administrative Teams nutzen sie für das Erstellen von Dokumenten, die Programmierung und die Verbesserung von Workflows.

Die Organisation verknüpft diese Veränderungen direkt mit messbaren Ergebnissen. Über mehr als 50 Automatisierungen hinweg hat Boston Children’s rund 60.000 Stunden an Zeiteinsparungen erzielt, was mehr als 7 Millionen US-Dollar an umverteilter Arbeitszeit entspricht.

Die Organisation hat sich darauf konzentriert, KI für die tägliche Arbeit relevant zu machen, statt sie als eigenständige Initiative einzuführen.

„Entscheidend ist hier, die Menschen dort abzuholen, wo sie stehen“, so Brownstein.

Neben betrieblichen Verbesserungen investierte Boston Children’s in KI für klinische Entdeckungen. Das Krankenhaus entwickelte einen „Co-Pilot-Genetiker“, um genetische Daten, phänotypische Informationen und globale medizinische Literatur zu integrieren.

Dieses System ging eine der schwierigsten Herausforderungen in der Medizin an: seltene Erkrankungen zu diagnostizieren, für die es über Jahre keine Erklärung gab.

Als Ergebnis dieser Arbeit wurden bislang mehr als 40 Diagnosen gestellt, die zuvor als unmöglich galten. Die Arbeit führte außerdem zur Identifizierung neuer Genziele und potenzieller therapeutischer Pfade.

„Wir kombinieren genetische Informationen, phänotypische Informationen, Literaturrecherche und das Reasoning der KI, um Familien Diagnosen zu liefern, die früher keine Antworten erhielten“, so Brownstein.

Für Patient:innen und Familien ist die Wirkung unmittelbar und greifbar. Fälle, die früher ungeklärt blieben, liefern nun Antworten und in manchen Fällen neue Richtungen für die Behandlung.

„Das war früher undenkbar, gibt nun aber so vielen Familien Hoffnung“, so Brownstein.

Die nächste Phase der KI-Strategie von Boston Children’s konzentriert sich auf eine tiefere Integration und breitere Einführung. Die Führung sieht erhebliche Chancen, sowohl Nutzung als auch Wirkung auszuweiten.

Das Krankenhaus arbeitet daran, KI stärker in die klinische Entscheidungsfindung einzubetten, Tools fachübergreifend auszuweiten und Modelle in Zusammenarbeit mit OpenAI weiter zu verfeinern.

Mit der Zeit wird erwartet, dass KI zu einem Kernbestandteil der medizinischen Praxis wird.

„Warum sollten wir nicht eine hervorragend ausgebildete Ärztin oder einen hervorragend ausgebildeten Arzt an der Seite haben, zusammen mit dem gesamten medizinischen Wissen der Welt?“, so Brownstein.

Bei Boston Children’s wird KI Teil der Infrastruktur, die Versorgung, Forschung und Entdeckung unterstützt – und neu definiert, was für Ärzt:innen und Patient:innen möglich ist.