Deutsches Herzzentrum Berlin

Künstliche Intelligenz gegen lebensbedrohliche Komplikationen

Mit Gründung der x-cardiac GmbH werden KI-basierte-Monitoring Systeme zur Vermeidung lebensbedrohlicher Komplikationen nach Herzoperationen jetzt in marktreife Medizinprodukte überführt. Sie wurden am Deutschen Herzzentrum Berlin entwickelt, mit Unterstützung des Berlin Institute of Health (BIH) in der Charité.

Künstliche Intelligenz

Das x-cardiac-System in Betrieb auf der Intensivstation IPS 1 des Deutschen Herzzentrums Berlin | Külker/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.

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Ein Team um Prof. Dr. med. Alexander Meyer vom Deutschen Herzzentrum Berlin (DHZB) hat Algorithmen mit genau dieser Fähigkeit entwickelt. Dazu bauten Meyer und seine Kolleginnen und Kollegen sogenannte rekurrente neuronale Netzwerke auf, also künstliche Intelligenz, die unter Verwendung der gespeicherten und anonymisierten Daten von mehr als 50.000 Patientinnen und Patienten am DHZB zur Früherkennung von Nachblutungen und des akuten Nierenversagens gleichsam „trainiert“ wurde.

„x-c-bleeding“ und „x-c-renal-injury“

Potenziell lebensbedrohliche Zustände können somit vorausgesagt und rechtzeitig durch entsprechende therapeutische Maßnahmen vermieden werden. Während der Entwicklungs- und Testphase wurde Alexander Meyer als Stipendiat des „Clinician Scientist Programms“ am Berlin Institute for Health (BIH) in der Charité – Universitätsmedizin Berlin gefördert, zusätzlich erhielt das Projekt Fördermittel im Rahmen der durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ermöglichten BIH-Förderprogramme „Digital Health Accelerator“ und „Spark Validation Fund“.

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. Diese künftigen Medizinprodukte erfüllen darüber hinaus nach Angaben des DHZB alle Anforderungen zur Förderfähigkeit als klinisches Entscheidungsunterstützungssystem im Rahmen des Krankenhauszukunftsgesetzes (KHZG). Das KHZG fördert mit einem Investitionsprogramm des Bundesgesundheitsministeriums die Digitalisierung in deutschen Krankenhäusern mit bis zu 4,3 Milliarden Euro.

 

Die Studie zur retrospektiven Validierung des Systems zur Vorhersage postoperativer Blutungen wurde in „Lancet Respiratory Medicine“ veröffentlicht (https://www.thelancet.com/journals/lanres/article/PIIS2213-2600(18)30300-X/fulltext), die Bewertung des Systems zur Früherkennung des akuten Nierenversagens publizierte Alexander Meyer mit seinem Team im „nature partner journal (npj) Digital Medicine“ (https://www.nature.com/articles/s41746-020-00346-8).

 

 Quelle: DHZB, 11.03.2021