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Künstliche Intelligenz gegen lebensbedrohliche Komplikationen

Künstliche Intelligenz (KI) kann helfen, lebensbedrohliche Komplikationen nach Herzoperationen zu vermeiden. Monitoring-Systeme basierend auf KI sollen nun in marktreife Medizinprodukte überführt werden. Dazu wurde die Firma x-cardiac GmbH gegründet. Entwickelt hat die KI-Algorithmen ein Team um DZHK-Wissenschaftler Prof. Alexander Meyer vom Deutschen Herzzentrum Berlin, mit Unterstützung des Berlin Institute of Health (BIH) in der Charité.

Medizinisches Personal auf Intensivstation.
Das x-cardiac System in Betrieb auf der Intensivstation des DHZB. | © DHZB

Nachblutungen und akutes Nierenversagen gehören zu den gefährlichsten Komplikationen nach Operationen am Herzen oder den herznahen Gefäßen. Je früher sie erkannt werden, desto größer ist die Aussicht auf erfolgreiche Behandlungsmaßnahmen.

Zwar werden die Körperfunktionen und Kreislaufparameter der Patienten und Patientinnen auf einer modernen herzchirurgischen Intensivstation fortlaufend und mit einer Vielzahl von Messinstrumenten überwacht. Zugleich ist es aber auch für erfahrene Ärztinnen und Ärzte kaum möglich, unter den vielen kontinuierlich ermittelten Überwachungsdaten frühzeitige Anzeichen für Komplikationen „herauszulesen“, noch bevor es zu echten Symptomen kommt.

Ein Team um Professor Dr. med. Alexander Meyer, Mediziner am Deutschen Herzzentrum Berlin (DHZB), hat Algorithmen mit genau dieser Fähigkeit entwickelt.

Dazu bauten Meyer und seine Kollegen sogenannte „rekurrente neuronale Netzwerke“ auf, also künstliche Intelligenz, die unter Verwendung der gespeicherten und anonymisierten Daten von über 50.000 Patientinnen und Patienten am DHZB zur Früherkennung von Nachblutungen und des akuten Nierenversagens gleichsam „trainiert“ wurde.

Potenziell lebensbedrohliche Zustände können somit vorausgesagt und rechtzeitig durch entsprechende therapeutische Maßnahmen vermieden werden.

Die Systeme wurden in den Intensivstationen des DHZB seit April 2018 im realen Klinikbetrieb erprobt und werden nun in die zertifizierten Medizinprodukte „x-c-bleeding“ und „x-c-renal-injury“ überführt, die von der Firma x-cardiac vermarktet werden.

Das nun aus diesem Projekt hervorgegangene Unternehmen werde mittelfristig mehrere weitere Produkte auf den Markt bringen, erläutert Alexander Meyer: „Das Prinzip der Früherkennung postoperativer Komplikationen basierend auf Big Data und mithilfe künstlicher Intelligenz lässt sich auf eine Vielzahl chirurgischer Subdisziplinen und spezifischen Komplikationen erweitern. Wir sind überzeugt, dass unsere Entwicklungen nicht nur die Sterblichkeit nach Operationen, sondern auch die Verweildauer der Patienten und Patientinnen auf der Intensivstation erheblich reduzieren und damit auch einen Beitrag zur Wirtschaftlichkeit der Kliniken haben können."

Die Studie zur retrospektiven Validierung des Systems zur Vorhersage postoperativer Blutungen wurde in Lancet Respiratory Medicine veröffentlicht.

Die Bewertung des Systems zur Früherkennung des akuten Nierenversagens wurde im nature partner journal (npj) Digital Medicine publiziert.

Quelle: Pressemitteilung Deutsches Herzzentrum Berlin