AI-modeller tränas för en mer välfungerande sjukvård

Kostnaderna för akutsjukvård ökar fortare än andra vårdkostnader. Patientsäkerheten hotas också av långa väntetider, felaktiga och onödiga undersökningar och missade diagnoser. År efter år publiceras larmrapporter som beskriver vårdmiljön på flera av landets akutmottagningar som kaosartad.

- Vår forskargrupp vill utveckla en generativ AI-modell som tränas på hälsodata från 8 miljoner redan insamlade akutvårdsbesök. Här finns uppgifter om exempelvis EKG, sökorsaker, vitalparametrar och tidigare sjukhistoria. Syftet är att förbättra säkerheten och effektiviteten och minska kostnaderna i akutsjukvården, säger Johan Sundström.

Han är dubbelspecialist i internmedicin och kardiologi på Akademiska sjukhuset och innehar en professur i epidemiologi vid Uppsala universitet.

- Att vara epidemiolog i AI-eran är superspännande. Vi kan extrahera väldigt mycket nya sorters vårddata och arbeta med väldigt stora material på ett nytt sätt.

Under de senaste tio åren har Johan parallellt med sitt kliniska uppdrag ägnat mycket tid åt att uppfinna och utveckla digitala verktyg för att göra klinisk forskning enklare och mer effektiv.

- Vi har unika möjligheter i Sverige. Med fler och skarpare verktyg kan vi bli ett ännu bättre land att bedriva forskning i, säger Johan.

28 miljoner från EU

Den generativa AI-modellen som Johan Sundströms forskargrupp tränar och utvecklar, kommer förhoppningsvis att kunna fungera som ett kliniskt beslutsstödsystem för akutläkare.

När en patient kommer till akutmottagningen hjälper modellen till att visa sannolikheten för viktiga diagnoser, men också risken för att dö den närmaste månaden. Akutläkaren kommer även att få förslag på lämpliga steg i den fortsatta utredningen av patienten.

Forskningsprojektet är femårigt projekt och har finansierats med 28 miljoner från det Europeiska forskningsrådet ERC.

- I dag springer stressade läkare mellan olika patienter och letar information i omöjliga system. Med hjälp av AI hoppas vi kunna utveckla effektiva beslutsstöd för att få mer rätt information, i rätt tid och vid rätt tillfälle.

Inom ramen för ERC-anslaget bedriver Johan Sundströms forskargrupp även en studie där en AI-modell tränas på 600 000 EKG-undersökningar, tagna på akutmottagningar runt om i landet. Syftet är att modellen ska kunna identifiera små och stora hjärtinfarkter, men också avgöra när det inte är en hjärtinfarkt. För att kunna träna modellen används kvalitetsregistret Swedeheart som facit.

- Vår förhoppning är att vi ska utveckla modellerna till att bli mer precisa i hur vi diagnosticerar hjärtinfarkter och kunna sortera vilka patienter som ska direkt till ballongsprängning och vilka som inte ska det.

Under en yrkeskarriär hinner en kardiolog tolka upp till cirka 20 000 EKG, medan forskargruppens AI-modell tränar sig på mer än en halv miljon EKG. Modellen får därmed ett rejält försprång. Studier har visat att kardiologer, när de ska identifiera hjärtinfarkt, har fel i 1 fall av 4, medan forskargruppens AI-modell har fel i cirka 1 fall av 100 större hjärtinfarkter.

- Modellen blev bra på att hitta även små hjärtinfarkter, vilket vi människor inte alls är särskilt bra på. Så nu kan man säga att AI kan lära oss i vården att bli bättre på att tolka EKG.

I samma projekt testas även en smartphone-app som forskargruppen har utvecklat. Patienter som kommer till akutmottagningen på Akademiska sjukhuset och som ger sitt samtycke att delta i studien, ombeds rita in upplevda symtom och smärta på en tredimensionell figur. Smärta är nämligen den vanligaste sökorsaken på akuten, men den är svår att beskriva och dokumentera.

- Vår AI-modell får sedan träna på den data vi samlar in. Vi jobbar just nu intensivt med att identifiera och ta hänsyn till sköra och sårbara grupper som av olika anledningar inte kan självrapportera via en app.

Etik och AI

Det finns stora förhoppningar om att den tekniska utvecklingen ska lösa vårdens alla problem, och särskilt stora är förhoppningarna på AI. Men vad är egentligen realistiskt att förvänta sig?

- Det vore fantastiskt om vi på ett snabbare, mer effektivt och patientsäkert sätt kan få hjälp av AI. Det skulle också kunna frigöra resurser så att vi får mer tid till våra patienter. Men det gäller att inte vara naiv och att kalibrera förhoppningarna.

Det finns många angelägna frågor kring riskerna med AI och de etiska aspekterna. I somras kom en ny EU-förordning, AI-akten, en del av ett bredare paket med politiska åtgärder för att stödja utvecklingen av tillförlitlig AI. I ett tvärvetenskapligt utbyte arbetar Johans forskargrupp med frågor kring etik inom AI.

- AI-produkter behöver genomgå randomiserade kliniska prövningar. Vi behöver också säkerställa att modellerna inte är diskriminerande. Sverige har ett sjukvårdssystem som är solidariskt finansierad och patienter behandlas utifrån behov oavsett socioekonomisk bakgrund. Sverige är därför på många sätt ett bra ställe för att utveckla AI-verktyg för sjukvården.

Maktskifte i vården

Johan Sundström leder en tvärvetenskaplig forskargrupp som till två tredjedelar består av läkare som har den ena foten i den kliniska vården och den andra foten i forskning. I gruppen ingår även heltidsdoktorander som inte är läkare utan har andra yrkesbakgrunder. Några i seniora gruppmedlemmar har specifik kompetens för att utveckla och bygga avancerade AI-modeller. Gruppen har ett även ett nära samarbete med Thomas Schön, Beijerprofessor i artificiell intelligens.

- Vår forskargrupp har under de senaste fem åren suttit på universitetets AI-laboratorium och vi har gemensamma projektgrupper där hälften av medarbetarna är från min grupp och hälften från Thomas Schöns grupp. Det är oerhört givande med olika kompetenser som kan lyfta idéer till helt nya nivåer.

I Uppsala är det korta avstånd mellan sjukvården och forskningen. Många tvärvetenskapliga mötesplatser är inom räckhåll och möten kan ske spontant, menar Johan.

- Vi kan snabbt röra oss mellan klinik, akademi och samarbeten med AI-ingenjörer. Det är oerhört betydelsefullt för vår grupp.

Om han får drömma brett och stort skulle han vilja se ett vetenskapligt genombrott där patienter ges motivation och förutsättningar att stärka sin hälsa. Johan arbetar nu med en ny screeningstudie av högt blodtryck. Deltagare får, efter digitalt samtycke, en blodtrycksmätare och utrustning för självprovtagning hemskickad. Högt blodtryck är den riskfaktor som leder till flest förlorade levnadsår, såväl i Sverige som globalt.

- Jag skulle vilja se ett maktskifte i sjukvården, från den passiva patienten som handfallet litar på att sjukvården ska ta ansvar för hälsan, till den aktiva patienten som har de resurser som krävs och kan ta en större roll i sin egen vård. I ett sådant skifte måste vi också säkerställa att vi inte sviker de som inte kan eller vill sköta sin vård själva. Det finns mycket vi kan göra för att stärka ett sådant skifte.

Text: Eva Nordin
Foto: Staffan Claesson