UKE: KI-Prognoseprogramm für neurologische Komplikationen

Forschenden profitierten bei ihrer Studie vom hohen Digitalisierungsgrad des UKE

Bei der Behandlung von Patient:innen mit schweren Erkran­kungen des Gehirns haben Forschende des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) das Potenzial der Anwendung künstlicher Intelligenz untersucht. Sie haben ein KI-basiertes Prognoseprogramm entwickelt, mit dem kritische Phasen bei neurologischen Intensivpatient:innen frühzeitig – bis zu 24 Stunden im Voraus – erkannt und dadurch möglicherweise in Zukunft besser behandelt werden können. Die Ergebnisse ihrer Studie haben die Wissenschaftler:innen im Fachmagazin BRAIN veröffentlicht.

Für die Entwicklung der Prognosesoftware wurden große anonymisierte Datensätze von Patient:innen genutzt, die auf der Intensivstation des UKE behandelt wurden; über 12 Millionen Datenpunkte gingen in die Studie ein. (Bild: © whiteMocca / shutterstock)

Bei der Behandlung von Patient:innen mit gravierenden Hirnschädigungen, beispielsweise nach einem Schädel-Hirn-Trauma oder einem besonders schweren Schlaganfall, sind kontinuierliche Messungen und Überwachungen des Hirndrucks ein wichtiger Anhaltspunkt für therapeutische Entscheidungen. Wie gut diese anspruchsvolle Diagnostik gelingt, hängt maß­geblich von der Erfahrung und den Fähigkeiten der Behan­delnden ab. „Das Risiko, dass der Hirndruck in den ersten Stunden nach schweren Hirnschädigungen steigt, ist groß und stellt eine Herausforderung in der Diagnostik und Therapie­kontrolle dar. Das von uns entwickelte KI-Programm ermöglicht es uns, kritische Zustände schon zu erkennen, wenn sie sich anbahnen, nicht erst, wenn sie bereits eingetreten sind. Dadurch können schwerwiegende Komplikationen hoffentlich zukünftig effektiver abgewendet werden“, sagt Prof. Dr. Christian Gerloff, Direktor der Klinik und Poliklinik für Neurologie des UKE und Präsident der Deutschen Gesellschaft für Neurologie.

„Das von uns entwickelte System analysiert mithilfe von Me­thoden des maschinellen Lernens verschiedenste medizinische Daten von schwerkranken Patient:innen, beispielsweise Blut­druck, Beatmungsparameter, Laborwerte, Medikamente, Körpertemperatur, Alter, Geschlecht, Größe und Gewicht, damit die behandelnden Ärzt:innen auf Veränderungen des Gesundheitszustands frühzeitig reagieren können, wie zum Beispiel einen steigenden Hirndruck, mögliche Hirngefäß­spasmen oder Eintrübungen des Bewusstseins. Momentan können wir mit unserem Prognoseprogramm bis zu 24 Stunden im Voraus eine kritische Hirndruckphase vorhersagen und auch ermitteln, wie lange diese ungefähr anhalten wird“, erklärt Erstautor und Entwickler der Prognosesoftware Dr. Nils Schweingruber aus der Klinik und Poliklinik für Neurologie des UKE.

Gefahr des steigenden Hirndrucks

Wird das Gehirn durch eine Verletzung, eine Blutung oder einen schweren Schlaganfall geschädigt, reagiert es häufig mit einer Schwellung, und es kann ein Hirnödem entstehen. Da es von der harten Knochenschale des Schädels umgeben ist, kann der Schwellung des Gehirns nicht nachgegeben werden. Dann nimmt der in der Schädelhöhle herrschende Druck zu und die Durch­blutung des Gehirns ab. Durch eine eingeschränkte Durchblu­tung kann es zu einer weiteren, oft schweren und irreversiblen Schädigung des Gehirns kommen, die unbedingt vermieden werden muss.

Für die Entwicklung der Prognosesoftware wurden große ano­nymisierte Datensätze von Patient:innen genutzt, die auf der Intensivstation des UKE behandelt wurden; über 12 Millionen Datenpunkte gingen in die Studie ein. Die Software wurde zusätzlich mithilfe von anonymisierten intensivmedizinischen Patient:innendaten aus zwei US-amerikanischen Datenbanken validiert. Die Forschenden profitierten bei ihrer Studie vom hohen Digitalisierungsgrad des UKE und planen bereits weitere Studien, um den direkten klinischen Nutzen des KI-Systems zu überprüfen.

Weitere News

Im Mai 2021 erhielt die KI-Software BreastIHC von Mindpeak die CE-IVD-Kennzeichnung. (Bild: ©Mindpeak GmbH)

Mit künstlicher Intelligenz zur Krebsdiagnose

Wir Menschen werden immer älter. Mit steigender Lebenser­wartung erhöht sich jedoch auch das Risiko an Krebs zu erkran­ken, was wiederum mit einem wachsendem Arbeitsauf­kommen für ...

Weiterlesen …
Knapp 50 Interessierte waren in das Konferenzzentrum media docks auf der Wallhalbinsel im Lübecker Hafen gekommen. Moderiert wurde die Veranstaltung von Professor Ralf Möller (DFKI) und Professor Philipp Rostalski (Fraunhofer IMTE) (Bilder(4): © Janin Rieckert, Hanse Innovation Campus Lübeck)

Wie verändert KI die Präzisionsmedizin?

Schleswig-Holstein und insbesondere die Region Lübeck entwickelt sich immer stärker zu einem Ökosystem für den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) in der Medizin. Kein Wunder, ...

Weiterlesen …
Prof. Dr. Thorsten Buzug, geschäftsführender Direktor des Fraunhofer IMTE, Prof. Dr. Tobias Keck, Direktor der Klinik für Chirurgie des UKSH und klinischer Leiter des LIROS, Dirk Schrödter, Chef der Staatskanzlei, Prof. Dr. Philipp Rostalski, Direktor des Fraunhofer IMTE und Prof. Dr. Jens Scholz, Vorstandsvorsitzender (CEO) des UKSH (v. l.) (Foto: © Fraunhofer IMTE/UKSH)

Start für Lübeck Innovation Hub for Robotic Surgery

Roboterassistierte und (teil-)automatisierte chirurgische Eingriffe mit vernetzten Systemen und fusionierten Informationen sind schon heute richtungsweisende Themen der Medizintechnik. Durch die fortschreitende Entwicklung moderner KI-Methoden wird ...

Weiterlesen …