Diese Aktivitäten führt die Charité – Universitätsmedizin Berlin nun in einem neu gegründeten Institut zusammen – dem Institut für Künstliche Intelligenz in der Medizin (IKIM). Es soll KI-Lösungen verlässlich in die Versorgung bringen, ihren Nutzen evidenzbasiert nachweisen und im Klinikalltag verankern. Geleitet wird das Institut von Prof. Alexander Meyer, der auch die neu geschaffene Professur für KI in der Medizin übernimmt.

„In den letzten Jahren haben wir gesehen, welche Herausforderungen KI-Projekte an der Schnittstelle zwischen Forschung, Klinik und Krankenhausbetrieb mit sich bringen. Sie kommen oft nicht an ihr Ziel – und das nicht wegen schlechter Algorithmen, sondern wegen fehlender Strukturen, fehlender Evidenz und fehlendem Vertrauen“, sagt Prof. Alexander Meyer. „Das IKIM ist die Antwort darauf: Wir bringen Datenwissenschaftler*innen direkt in die Kliniken, erforschen und entwickeln KI-Agenten für den Routinebetrieb und bauen eine systematische Evidenzbasis für medizinische KI nicht nur im Labor, sondern in der echten klinischen Umgebung auf. Unser Ziel ist eine messbar bessere Versorgung – das bedeutet auch produktionsreife Systeme, die das Krankenhauspersonal entlasten und Patient*innen helfen“, betont der Institutsleiter.

Prof. Heyo K. Kroemer, Vorstandsvorsitzender der Charité ergänzt: „Das Transformationspotenzial der Künstlichen Intelligenz für die Medizin der Zukunft ist enorm: Prozesse werden grundlegend neu gestaltet, Diagnosen beschleunigt und Therapien präziser gemacht. Mit dem neuen Institut setzen wir ein klares Zeichen dafür, dass technologische Innovationen verantwortungsvoll in patientennahe Versorgung überführt werden können. Damit können wir auch künftig eine Behandlungsqualität auf dem höchsten Niveau und eine zukunftsfähige Gesundheitsinfrastruktur sichern.“

Von der Grundlagenforschung bis zur Patientenversorgung

Das neu gegründete Institut vernetzt Informatik systematisch mit Medizin und Grundlagenwissenschaften und setzt dafür auf die bereits gut etablierte Zusammenarbeit mit dem Berlin Institute for the Foundations of Learning and Data (BIFOLD). Gemeinsam werden neue KI Methoden entwickelt, für medizinische Fragestellungen angepasst und anschließend in die klinische Praxis gebracht. Datenwissenschaftler*innen werden fester Bestandteil klinischer Teams – so selbstverständlich wie heute ihre Kolleg*innen aus Biochemie und Biologie.

Schwerpunkte des IKIM sind:

• Anwendungsorientierte Entwicklung: Das Institut erforscht und entwickelt KI-Systeme für Patientenversorgung, Klinikmanagement und medizinische Forschung. Im Mittelpunkt stehen agentenbasierte Lösungen zur Automatisierung wissensbasierter Abläufe sowie die Entwicklung und Prüfung großer KI Modelle für Intensiv- und Präventivmedizin.

• Evidenzbasierte Umsetzung: Die Einführung von KI-Anwendungen in den Kliniken werden durch klinische Studien wissenschaftlich begleitet. Das IKIM prüft Wirksamkeit und Sicherheit und schafft damit die Grundlage für den verantwortungsvollen Einsatz in der Patientenversorgung.

• Erklärbare KI: Das Institut erforscht Methoden, die KI-Entscheidungen für Ärzt*innen nachvollziehbar machen. Diese Transparenz ist entscheidend für das Vertrauen in KI-Systeme und erfüllt zugleich regulatorische Anforderungen.

• Transfer und Lehre: Eine Service-Einheit berät Forschende und Kliniker*innen bei KI-Projekten. Zudem gibt das Institut Impulse für neue Curricula und Weiterbildungen, um KI-Kompetenzen fest in der medizinischen Aus- und Weiterbildung sowie in der betrieblichen Fortbildung zu verankern.

Neue Projekte für die Medizin der Zukunft

Neben der Institutsleitung übernimmt Alexander Meyer auch die Professur für Künstliche Intelligenz in der Medizin. Er bringt langjährige Erfahrung in KI-Projekten mit und hat in den vergangenen Jahren wichtige Digitalisierungsprojekte an der Charité sowie am Deutschen Herzzentrum der Charité (DHZC) initiiert: Von Systemen zur Echtzeit-Vorhersage postoperativer Komplikationen während der Intensivüberwachung bis zu aktuellen Projekten zur KI-gestützten ärztlichen Dokumentation und zur präventiven Nutzung von Gesundheitsdaten während des Autofahrens mittels KI. Als Chief Medical Information Officer des DHZC treibt er auch weiterhin die digitale Transformation, Echtzeitanalytik und operative Exzellenz des DHZC – unter anderem im Neubauprojekt – voran.

Auf diesen Erfahrungen aufbauend plant Alexander Meyer neue Projekte, die die Charité fit für die Zukunft der Medizin machen sollen. Er hat sich zum Ziel gesetzt, zusammen mit seinem Team eine KI-Strategie für die Charité zu entwickeln und die nötigen Strukturen für den praktischen Einsatz von KI aufzubauen. Eine wichtige Rolle spielt dabei die digitale Modellklinik, die derzeit am DHZC entsteht und als Erprobungsraum für Innovationen dient.

BIFOLD-Charité-Professur für Maschinelles Lernen

Unterstützung bekommt Alexander Meyer von Prof. Grégoire Montavon, der kürzlich auf die erste BIFOLD-Charité-Professur für Maschinelles Lernen in der Medizin berufen wurde. Die von ihm geleitete Forschungsgruppe „Explainable Machine Learning in Medicine” wird am IKIM angesiedelt sein. Ein besonderer Schwerpunkt seiner Forschung liegt auf der Entwicklung neuer Ansätze im Bereich der erklärbaren KI, die sich in moderne Machine-Learning-Modelle (ML) der medizinischen Diagnostik und Forschung integrieren lassen.

Das Institut für Künstliche Intelligenz in der Medizin wird vom Berlin Institute for the Foundations of Learning and Data an der TU Berlin (BIFOLD) unterstützt, für das Alexander Meyer seit 2018 als Principal Investigator tätig ist. BIFOLD kooperiert seit vielen Jahren erfolgreich mit der Charité – beispielsweise bei Projekten wie dem Einsatz von KI in der Patientenüberwachung, in der Pathologie, der Datenverarbeitung oder auch im Rahmen von Projekten zur so genannte Erklärbaren KI (XAI).

Weitere wesentliche Förderer sind die Stiftung Deutsches Herzzentrum und die Stiftung Charité, die die neu geschaffene W3-Professur für KI in der Medizin finanziell unterstützen. Die Stiftung Deutsches Herzzentrum möchte mit ihrer Förderung dazu beitragen, den Weg für eine intelligente, datenbasierte Patientenversorgung im Neubau des DHZC zu ebnen. Die Stiftung Charité fördert die Berufung im Rahmen eines Recruiting Grants.

Kurzvita Prof. Alexander Meyer

Alexander Meyer ist seit dem 1. Mai 2025 W3-Professor für Künstliche Intelligenz in der Medizin an der Charité sowie am DHZC und Gründungsdirektor des IKIM. Als Stipendiat der Studienstiftung des deutschen Volkes studierte er Medizin in Frankfurt am Main und forschte von 2010 bis 2011 an der Rockefeller University in New York. Nach seiner Promotion 2014 in Leipzig wechselte er 2015 an das damalige Deutsche Herzzentrum Berlin (DHZB, heute DHZC), wo er bis heute tätig ist. Als Teilnehmer des BIH-Clinician-Scientist-Programms verband er die Facharztausbildung zum Herzchirurgen am DHZC mit KI-Forschung. Im BIH Digital Health Accelerator entwickelte er KI-basierte Medizintechnologie, die er mit einer Ausgründung in die klinische Anwendung brachte. 2020 habilitierte er sich in Berlin und wurde auf die W2-Professur „Clinical Applications of AI and Data Science" an der Charité berufen. Seit 2023 ist er Chief Medical Information Officer (CMIO) am DHZC, wo er strategisch die digitale Transformation und KI-Integration verantwortet. Er ist Facharzt für Herzchirurgie mit der Zusatzbezeichnung Medizininformatik am DHZC.

Kurzvita Prof. Grégoire Montavon

Grégoire Montavon, Professor für Maschinelles Lernen in der Medizin, ist ebenfalls Teil des Leitungsteams des Instituts für Künstliche Intelligenz an der Charité. Er machte seinen Masterabschluss in Kommunikationssystemen 2009 an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne und promovierte 2013 an der Technischen Universität Berlin in Maschinellem Lernen. Seit mehreren Jahren ist er Gastprofessor an der Freien Universität Berlin und Leiter einer Forschungsgruppe am BIFOLD. Zusammen mit seinen Kolleg*innen entwickelte er die Layer-Wise-Relevance-Propagation-Methode, die die Vorhersagen beliebter maschineller Lernmodelle wie die der tiefen neuronalen Netze erklärt.