Künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitsmarkt Größe und Ausblick, 2023-2031

Marktübersicht

Der globale Markt für künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen hatte im Jahr 2022 einen Wert von 13,41 Milliarden USD . Schätzungen zufolge wird er bis 2031 306,68 Milliarden USD erreichen und im Prognosezeitraum (2023–2031) eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 41,6 % aufweisen. Faktoren wie Big Data und die Informationsexplosion im Gesundheitssektor werden die Nachfrage nach künstlicher Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen bis 2031 erheblich antreiben.

Künstliche Intelligenz (KI) ist ein Zweig der Technik und Wissenschaft, der zur Entwicklung intelligenter Maschinen, insbesondere intelligenter Computerprogramme, eingesetzt wird. Ein innovatives System, das zahlreiche auf menschlicher Intelligenz basierende Fähigkeiten wie Denk-, Lern- und Problemlösungsfähigkeiten in Bereichen wie Biologie, Informatik, Mathematik, Linguistik, Psychologie und Ingenieurwesen nutzt, wird als künstliche Intelligenz bezeichnet. KI im Gesundheitswesen ist „die Anwendung von maschinellem Lernen auf medizinische Informationen durch die Analyse komplexer Algorithmen und Software, um datengesteuerte Lösungen zu ermöglichen.“

Im Gesundheitswesen untersucht künstliche Intelligenz die Beziehung zwischen Patientenergebnissen und Behandlungsmethoden. In den Bereichen Medikamentenmanagement, therapeutische Strategien und Arzneimittelentwicklung findet KI vielfältige Anwendung. Sie wird bei medizinischen Verfahren wie Diagnoseverfahren, individualisierter Medikation, Arzneimittelentwicklung und Patientenüberwachung eingesetzt. Um komplexe medizinische und gesundheitliche Daten zu analysieren, zu verstehen und zu begreifen, bezieht sich künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen auf den Einsatz ausgefeilter Algorithmen und Software, die die menschliche Wahrnehmung nachahmen.

Highlights

• Softwarelösungen dominieren das Komponentensegment
• Klinische Studien dominieren das Anwendungssegment
• Nordamerika ist der größte Anteilseigner auf dem Weltmarkt

Marktdynamik

Globale Markttreiber für künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen

Big Data und Informationsexplosion im Gesundheitssektor

Durch die zunehmende Digitalisierung werden große Mengen komplexer Daten generiert. Die Daten können verschiedene Formen haben, darunter menschliche Sprache, Videos und Bilder. Darüber hinaus hat die Nutzung des Internets auf allen Geschäftsplattformen und Bereitstellungsmodellen für persönliches Data Mining und Forschungsarbeiten zu einem hohen globalen Internetverkehr geführt. Mithilfe kognitiver Computersysteme können unstrukturierte Daten analysiert werden, um wertvolle Erkenntnisse abzuleiten. Darüber hinaus nutzen verschiedene Regierungsbehörden in den USA Big Data Analytics, um ihre Betriebseffizienz zu verbessern und neue Erkenntnisse zu gewinnen. Einige positive Initiativen sind das Health Data Repository, das Veterans Affairs Million Veteran Program, das Cancer Imaging Archive (TCIA) und das Projekt The Cancer Genome Atlas (TCGA).

Darüber hinaus wird täglich eine enorme Menge an Gesundheitsinformationen generiert. Um die Gesundheitsversorgung zu verbessern, ist es von entscheidender Bedeutung, diese Daten zu erfassen, zu speichern und zu analysieren. Mithilfe von Big-Data-Analysen können unterschiedliche Krankheitsbilder, Bevölkerungsdemografien und regionalspezifische Gesundheitsprobleme analysiert werden. Die Rechengeschwindigkeit des Systems reicht jedoch nicht aus, um komplexe medizinische Probleme zu lösen. Daher wird erwartet, dass die Einführung kognitiver Computer mithilfe von Supercomputern in den nächsten Jahren erheblich zunehmen und das Marktwachstum ankurbeln wird.

Mangel an Personal im öffentlichen Gesundheitswesen

Der Mangel an Personal im öffentlichen Gesundheitswesen ist in vielen Ländern weltweit zu einem großen Problem geworden. Dies ist vor allem auf die wachsende Nachfrage nach Ärzten zurückzuführen, die höher ist als das Angebot an Ärzten. Laut WHO fehlten 2019 weltweit etwa 4,3 Millionen Krankenschwestern, Ärzte und andere medizinische Fachkräfte. Darüber hinaus kann die Implementierung von KI dazu beitragen, das Problem des Ärztemangels zu lösen. Beispielsweise können Telemedizin-Chatbots im Notfall Anbietern dabei helfen, Patienten aus der Ferne zu diagnostizieren, zu behandeln und klinische Dienste bereitzustellen, bis Hilfe eintrifft. Dies dürfte die Belastung einzelner Ärzte verringern und es einem Arzt ermöglichen, mehrere Patienten in kürzerer Bearbeitungszeit zu behandeln, was das Marktwachstum vorantreibt. Beispielsweise helfen NLP-fähige Chatbots, die Bearbeitungszeit für Ärzte zu verkürzen.

Globale Zurückhaltung bei künstlicher Intelligenz (KI) im Gesundheitsmarkt

Hohe Implementierungskosten

Die Beschaffung von KI-Systemen und ihre kommerzielle Nutzung erfordern hohe Investitionen. Die Kosten dieser Systeme sind aufgrund der Verwendung fortschrittlicher Technologie und Infrastruktur, die zur Unterstützung dieser Systeme erforderlich sind, hoch. Beispielsweise wurde der Preis des ersten IBM Watson-Systems, das in der Jeopardy-Show 2011 vorgestellt wurde, auf fast 3 Millionen USD geschätzt, wobei nur die Kosten für die Hardwarekomponenten berücksichtigt wurden. Die Gesamtkosten des Systems, einschließlich Cloud-Speicher und anderer Infrastruktur, werden voraussichtlich deutlich über 3 Millionen USD liegen. Derzeit sind diese Systeme weniger erschwinglich, was das Wachstum der künstlichen Intelligenz (KI) im Gesundheitsmarkt behindern könnte; eine zunehmende Einführung dürfte jedoch ihre Kosten senken.

Globale Marktchancen für künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen

Datenschutz und Diebstahlprobleme

Die Erfassung patientengenerierter Gesundheitsdaten ist ein wesentlicher Bestandteil von Patientenakten. An der Analyse von Biowissenschaften wird voraussichtlich eine große Zahl von Endnutzern beteiligt sein, was das Risiko von Datenlecks und Sicherheitsproblemen erhöhen kann. Daher sind die Sicherheit und Vertraulichkeit der erfassten Daten von größter Bedeutung. Darüber hinaus ist die zunehmende Häufigkeit von Datendiebstahl und Sicherheitsproblemen einer der Schlüsselfaktoren, die den Einsatz von KI-Technologie im Gesundheitswesen fördern, um die Herausforderungen der Datensicherheit zu überwinden. Laut dem Office for Civil Rights im HHS gab es 2013 in den USA etwa 199 Verstöße gegen den Schutz geschützter Gesundheitsinformationen (Protected Health Information, PHI), von denen über 7 Millionen Patientenakten betroffen waren.

So entdeckte Anthem, Inc. im Februar 2015 einen Datendiebstahl, bei dem die PHI von über 80 Millionen Patienten kompromittiert wurde. Es gibt verschiedene Unternehmen mit soliden Portfolios an KI-Lösungen für die Gesundheitsbranche, wie etwa IBM Security und Enterprise Immune System. Die Einführung von KI-Technologien in der Cybersicherheit im Gesundheitswesen soll dazu beitragen, das Risiko von Cyberkriminalität zu verringern und vor Datendiebstählen im Gesundheitswesen zu schützen. Darüber hinaus gehören die wachsende Nachfrage nach der Gewährleistung der Kontinuität und Verfügbarkeit von Analysediensten ohne Betriebsausfälle und -unterbrechungen sowie das Vorhandensein einer eigens dafür eingerichteten Informationssicherheits-, Datenschutz- und Privatsphärenbehörde zu den Faktoren, die Wachstumschancen für KI im Gesundheitsmarkt schaffen.

Regionale Analyse

Nach Regionen gegliedert sich der weltweite Marktanteil im Bereich künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen in Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Lateinamerika sowie den Nahen Osten und Afrika.

Nordamerika dominiert den Weltmarkt

Nordamerika ist der weltweit bedeutendste Anteilseigner im Bereich künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 40,6 % aufweisen . Wichtige Faktoren, die zur Entwicklung der nordamerikanischen Region beitragen, sind die lokale Präsenz wichtiger Marktteilnehmer, die steigende Zahl geriatrischer Bevölkerung, die zunehmende Häufigkeit gesundheitsbedingter Störungen, die steigende Zahl staatlicher Initiativen und das wachsende Bewusstsein für die Verwendung von KI im Gesundheitswesen. Im März 2019 beispielsweise startete die US-Regierung eine neue Website namens AI.gov, auf der Ideen zur Entwicklung, Regulierung und Anwendung von KI in den USA präsentiert werden. Die Website wurde genutzt, nachdem US-Präsident Donald Trump eine offizielle Anordnung zur KI-Politik unterzeichnet hatte.

Darüber hinaus umfasst die nordamerikanische Region die USA und Kanada. Die USA sind im nordamerikanischen Markt für KI im Gesundheitswesen führend. Diese Dominanz ist auf einen Anstieg der Nachfrage nach KI zurückzuführen, um die Welt der Medizin zu verändern und medizinisches Fachpersonal bei der Neugestaltung der Diagnose und Behandlung von Krebs zu unterstützen. Die gestiegene Nachfrage nach KI in der medizinischen Bildgebung fördert ebenfalls das Marktwachstum. Im Gegensatz dazu treiben wachsende Investitionen der kanadischen Regierung in KI im Gesundheitswesen das Marktwachstum in Kanada an. Laut Canadian Healthcare Technology investierte die kanadische Regierung im Juni 2018 24,9 Millionen USD, um ein Forschungsprogramm zu KI und Gesundheitswesen zu starten.

Für den asiatisch-pazifischen Raum wird für den Prognosezeitraum eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 44,8 % erwartet. Die zunehmende Patientenzahl und die zunehmende Akzeptanz von Cloud Computing sind die Faktoren, die das Marktwachstum vor allem vorantreiben. Eine Zunahme staatlicher Initiativen für KI-Technologie in dieser Region dürfte das Wachstum ebenfalls unterstützen. So kündigte das südkoreanische Ministerium für Wissenschaft und IKT im März 2019 an, im Dezember 2019 einen Testdienst für einen KI-basierten Präzisionsmedizindienst namens Dr. Answer zu starten. Darüber hinaus setzen viele biopharmazeutische Unternehmen KI ein, um den Prozess der Arzneimittelentdeckung zu modernisieren, und KI wird auch in der Diagnostik eingesetzt. So führte das chinesische Unternehmen Tencent im Jahr 2017 eine KI-gesteuerte Einrichtung für diagnostische medizinische Bildgebung namens AI Medical Innovation System (AIMIS) ein. Die Technologie hat bei der Erstdiagnose von Speiseröhrenkrebs eine Genauigkeit von 90 % bzw. 95 % gezeigt. Allerdings dürften der Bedarf an qualifizierteren IT-Experten und Forschern sowie das Fehlen festgelegter Erstattungsregelungen in Gesundheitseinrichtungen das Wachstum des Marktes für künstliche Intelligenz im Gesundheitswesen im asiatisch-pazifischen Raum behindern.

Europa dürfte im Prognosezeitraum deutlich wachsen. Die Gesundheitssysteme in Europa sind aufgrund steigender Kosten, der zunehmenden Zahl chronischer Erkrankungen, der großen Zahl älterer Menschen und der wachsenden Nachfrage nach Gesundheitseinrichtungen überlastet. Darüber hinaus treiben steigende Investitionen in KI im Gesundheitswesen das Marktwachstum an. So kündigte die britische Regierung im Oktober 2019 eine Investition von 300 Millionen USD in KI an, die voraussichtlich vom öffentlichen Gesundheitssystem genutzt werden soll, um die Qualität der Versorgung zu verbessern. Die Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Innovatoren bei der Produktverbesserung treibt auch das Wachstum der künstlichen Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen der Region voran. Darüber hinaus ist Großbritannien führend bei KI-basierten Gesundheitstechnologien. Faktoren wie die gleichmäßige Einführung von KI-Technologie durch das NHS und medizinisches Personal zur Verbesserung der Diagnose haben zum hohen Wachstum der künstlichen Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen beigetragen.

Lateinamerika dürfte aufgrund der Bereitschaft der Regierungen, neuere Technologien einzuführen, ein potenzieller Markt für KI im Gesundheitswesen sein. Laut einer Umfrage des International Development Research Centre (IDRC) und Oxford Insights belegten die Regierungen Uruguays, Mexikos und Brasiliens hinsichtlich der Bereitschaft zur Einführung von KI die ersten 50 Länder.

Die zunehmende Zahl chronischer Leiden wie Atemwegserkrankungen und Herzkrankheiten sowie die wachsende geriatrische Bevölkerung steigern die Nachfrage nach Gesundheitseinrichtungen im Nahen Osten und in Afrika. Darüber hinaus steigt die Zahl chronischer Krankheiten wie Fettleibigkeit, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes aufgrund verschiedener Faktoren wie Bewegungsmangel, Bluthochdruck, schlechter Essgewohnheiten, körperlicher Inaktivität und Schlafmangel. Schnelle Fortschritte in der digitalen Technologie aufgrund von Partnerschaften zwischen der Regierung, Branchenakteuren und anderen Investoren im Gesundheitsökosystem kurbeln das Marktwachstum im Nahen Osten und in Afrika an.

Segmentanalyse

Der globale Markt für künstliche Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen ist nach Komponente und Anwendung segmentiert.

Basierend auf den Komponenten ist der globale Markt für KI im Gesundheitswesen in Softwarelösungen, KI-Plattformen und Dienste unterteilt.

Das Segment Softwarelösungen hat den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich um durchschnittlich 40,8 % wachsen. Die zunehmende Nutzung von KI-Softwarelösungen bei Kostenträgern und Anbietern im Gesundheitswesen ist einer der Hauptfaktoren, die das KI-Softwaresegment antreiben. Im Februar 2018 kündigte John Snow Labs die Einführung einer Bibliothek zur Verarbeitung natürlicher Sprache (Natural Language Processing, NLP) mit gesundheitsspezifischen Deep-Learning-Modellen an, die Entwicklern dabei helfen sollen, Softwareanwendungen zu erstellen, die medizinische Texte verstehen. Auf diese Weise können Angehörige der Gesundheitsberufe analysieren und bestimmen, welche Patienten gefährdet sind, Patienten klinischen Studien zuordnen, Pflegepersonal über die Patientensicherheit informieren, die klinische Kodierung und Abrechnung automatisieren und klinische Empfehlungen abgeben, die zum Wachstum der im Gesundheitswesen eingesetzten KI-Software beitragen. Darüber hinaus sind eine wachsende Zahl strategischer Initiativen in Bezug auf Fusionen und Übernahmen, Partnerschaften für die Entwicklung neuer Produkte und Startkapitalinvestitionen wichtige Indikatoren, die das Wachstumspotenzial von KI im Gesundheitsmarkt veranschaulichen.

Die Nachfrage nach Software as a Service steigt, da die Zahl der IT-Fachkräfte im gleichen Maße abnimmt wie der technologische Fortschritt. Daher müssen Gesundheitseinrichtungen und die Biowissenschaften mehr IT-Ressourcen bereitstellen, was die Nachfrage nach KI als Service ankurbelt. Beispielsweise automatisiert Olives AI-as-a-Service von Olive, einem in Ohio ansässigen Unternehmen, die Verwaltungsarbeit, sodass sich das Gesundheitspersonal auf eine bessere Patientenversorgung konzentrieren kann. Darüber hinaus wird KI in der Gesundheitsbranche in mehreren anderen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der automatisierten Radiologieberichterstattung. Teleradiologieunternehmen wie MEDICONNECTION nutzen KI-Technologie, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen und die Patientensicherheit zu verbessern. Einige wichtige Akteure auf dem Markt sind Agent Health, Olive, HiTechNectar und SGInnovate.

Basierend auf der Anwendung ist der globale Markt für KI im Gesundheitswesen in robotergestützte Chirurgie, virtuelle Assistenten, Verwaltungsassistenten für Arbeitsabläufe, vernetzte Maschinen, Diagnose, klinische Studien, Betrugserkennung, Cybersicherheit und Reduzierung von Dosierungsfehlern unterteilt.

Das Segment der klinischen Studien besitzt den höchsten Marktanteil im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI) im Gesundheitswesen und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 41,5 % aufweisen. In den letzten Jahren haben viele Blockbuster-Medikamente ihre Exklusivität verloren. So wurden beispielsweise Alimta, Crestor und Vfend 2016 in den USA bzw. in Europa auf den Markt gebracht. Mit der Anzahl der Patentabläufe ist die Nachfrage nach schnelleren klinischen Studien schnell gestiegen, um den Bedarf an der Entwicklung neuer Medikamente zu decken. Obwohl KI noch keinen signifikanten Einfluss auf klinische Studien hatte, helfen KI-basierte Modelle dennoch bei der Studiengestaltung. Darüber hinaus konzentrieren sich KI-basierte Überwachungssysteme auf die Verbesserung der Studientreue durch Verringerung der Abbruchraten, während KI-basierte Techniken zur Patientenrekrutierung eingesetzt werden. Ein solches KI-Überwachungssystem ist Deep6AI, das speziell dafür entwickelt wurde, mehr Patienten für klinische Studien in Minuten statt in Monaten zu finden und Menschen so schneller lebensrettende Heilmittel zur Verfügung zu stellen.

Eine steigende Anzahl von Start-ups im Bereich der KI-Diagnostik im Gesundheitswesen sowie enorme Investitionen von Risikokapitalgebern in die Entwicklung innovativer Technologien, die schnelle und effektive Diagnoseverfahren ermöglichen, da immer mehr Patienten an chronischen Krankheiten leiden, unterstützen das Wachstum des Marktes für KI-Diagnostik. Darüber hinaus sind rund 33,3 % aller SaaS-Unternehmen im Bereich der KI im Gesundheitswesen in der Entwicklung von Diagnostik tätig, was diesen Bereich zum wichtigsten Schwerpunkt für Start-ups macht. Im Jahr 2016 sicherte sich das US-Start-up PathAI Investitionen in Höhe von 75,2 Millionen USD für die Entwicklung einer Technologie für maschinelles Lernen, die Pathologen dabei unterstützt, präzisere Diagnosen zu stellen. Steigende Investitionen in Start-ups im Bereich der KI-Diagnostik sind ein entscheidender Indikator für künftige Chancen.

Jüngste Entwicklungen

• November 2022 – Ein Team von Capgemini-Experten entwickelte in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Bonn und Amazon Web Services ein Modell der künstlichen Intelligenz (KI), um klinische Studien zur Entwicklung neuer Behandlungen gegen Flussblindheit zu beschleunigen. Diese vernachlässigte Tropenkrankheit betrifft weltweit über 20 Millionen Menschen.

• Februar 2023 – Experian® Health, ein führender Anbieter von Revenue-Cycle-Technologien, kündigte die Einführung von AI AdvantageTM an, um die wachsende Zahl abgelehnter Krankenversicherungsansprüche zu reduzieren. Als das am besten optimierte und umfassendste Schadensmanagementsystem im Gesundheitswesen nutzen die Lösungen künstliche Intelligenz (KI).