Künstliche Intelligenz wird bereits erfolgreich in der Radiologie und bei der Herstellung von Medikamenten verwendet. Nun forschen Wissenschaftler:innen an einer KI, die bei der Behandlung von Dialysepatient:innen helfen soll. Das könnte den Alltag von Ärzt:innen auf Intensivstationen verändern. // von Leonie Ebisch und Jasmin Muhiadin
Künstliche Intelligenz hat sich in der Pharmaindustrie etabliert, wie das Online-Portal Wirtschaft digital Baden-Württemberg des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus in Baden-Württemberg berichtete. Machine-Learning-Algorithmen werden zum Beispiel bei der Erforschung des Resistenzmechanismus der jeweiligen Krankheit eingesetzt. Nun forscht das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS an einer KI, die bei akutem Nierenversagen die Ärzt:innen bei den Behandlungsentscheidungen unterstützen soll.
Helfer bei Behandlungsentscheidungen
Das aktuelle Forschungsprojekt, mit dem das Fraunhofer IKS in Zusammenarbeit mit dem Hersteller Advitos KI in der Medizin erforscht, heißt "Decision Support System". Dieses System soll Ärzt:innen dabei helfen, in kritischen Situationen eine Entscheidung für die Behandlung von Patient:innen zu treffen. Eine solche kritische Situation ist das Multiorganversagen. Die KI nutzt Daten aus Big-Data-Pools und ermittelt aus ihnen Empfehlungen für die Behandlung sowie Vorhersagen für den Behandlungserfolg. Der Pool setzt sich aus Patientendaten zusammen, die in der Vergangenheit gesammelt wurden.
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Die Forschung zur KI "Decision Support System“
Doktorin Narges Ahmidi ist Leiterin der Abteilung "Reasoned AI Decisions" des Fraunhofer IKS und Projektleiterin. Sie sieht in der KI eine Unterstützung für Ärzt:innen. Die KI soll Vorschläge zur Einstellung medizinischer Geräte auf Intensivstationen geben, um so einen stabilen Gesundheitszustand der Patient:innen zu erreichen. Auf diese Weise könnten Ärzt:innen mehr Zeit für die Patientenbetreuung bekommen. Die KI solle in Dialysegeräte integriert werden, die für die Behandlung von Patient:innen mit Nierenerkrankungen eingesetzt werden. Die mit KI ausgestatteten Geräte könnten dem medizinischen Personal Zugriff auf relevante Daten aus vorherigen Messungen bieten.
Heutiger Stand der Forschung
Konkrete Informationen zu den Big-Data-Pools gibt es laut Ahmidi noch nicht, da das Projekt ganz am Anfang steht. Die Behandlung sei bislang sehr zeitintensiv. Ärzt:innen müssen mehrmals pro Stunde zu Patient:innen in die Intensivstation gehen, um deren medizinische Werte zu kontrollieren und zu analysieren. Anschließend legen sie die Behandlung fest und stellen das Gerät daraufhin ein. In Zukunft soll die KI selbständig die Patientendaten mit den Werten aus dem Data-Pool vergleichen und alternative Behandlungssequenzen ermitteln. "Dieser Prozess stellt den Ärzt:innen eine zweite Meinung zur Verfügung“, erklärt Ahmidi.
KI für ein Dialysegerät geplant
Laut Fraunhofer IKS soll die KI in den Advos multi eingebaut werden, ein Dialysegerät, das bei Multiorganversagen genutzt wird. Die Dialyse ist ein Verfahren zur Reinigung von Blut eines Menschen, zum Beispiel wenn die Nieren nicht mehr in der Lage sind, Schadstoffe auszuscheiden. Diese Methode wird nicht nur bei chronischen Nierenerkrankungen eingesetzt, sondern auch bei akuten Vergiftungen und drohendem Multiorganversagen, wenn die Organe nicht rechtzeitig die giftigen Stoffe aus dem Körper entfernen können. Eine Besonderheit des Advos multi ist, dass verschiedene Giftstoffe in einem Durchgang aus dem Blut herausgefiltert werden: Er entlastet die Lunge von CO2, die Leber von proteingebundenen Toxinen und die Nieren von proteingebundenen und wasserlöslichen Toxinen. Zusätzlich sorgt das Gerät für einen regulären pH-Wert im Blut, indem es den Säuren-Basen-Haushalt ausgleicht.
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Intensivstationen könnten profitieren
Ralph Dörfling arbeitet seit 35 Jahren als Gesundheits- und Krankenpfleger für Nephrologie und ist der Leiter des PHV-Dialysezentrums Bonn. Bezogen auf die Praxis der Nierenheilkunde erklärt er: "Jeder Patient hat eine Keycard, auf der Messwerte und Einstellungen der Dialyse gespeichert sind.“ Durch diesen Vorgang spare das Pflegepersonal in Dialysezentren viel Zeit. In der Intensivpflege hingegen liegt keine Keycard vor; sollten dort Patient:innen Multiorganversagen erleiden, müsse das Personal erstmal Messwerte sammeln, diese anschließend auswerten und den weiteren Behandlungsprozess entscheiden. Die KI könnte in kritischen Fällen weitere Behandlungsmethoden vorschlagen.
Einschätzung der jetzigen Dialysegeräte
Dörfling schätzt die Dialysegeräte, die man schon benutzt, als sehr gut ein. "Einen größeren Fortschritt in den Dialysegeräten sehe ich nicht mehr.“ Einen Unterschied in der Behandlung könnte aber die KI machen – und so das Leben von Menschen retten, das hoffen die Forschenden im Fraunhofer Institut.
Teaserbild: KI zum Multiorganversagen // Jasmin Muhiadin
Die Autoren
Jasmin Muhiadin
Leonie Ebisch
