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EKFZ: Optimierung der mechanischen Beatmung von Intensivpatienten mit Künstlicher Intelligenz

  • EKFZ: Optimierung der mechanischen Beatmung von Intensivpatienten mit Künstlicher Intelligenz
    Gruppenbild IntelliLung-Team: l. Dr. Wittenstein, mittig: Prof. Koch

Gestartet als Innovationsprojekt am EKFZ für Digitale Gesundheit, wird das von der TU Dresden koordinierte Projekt IntelliLung für die erste klinische Studie nach erfolgreichem Abschluss des EKFZ-Projekts ab September 2022 von der Europäischen Union (EU HORIZON-HLTH-2021) weiter gefördert. Wissenschaftler der Medizinischen Fakultät Dresden erproben gemeinsam mit 13 internationalen Partnern ein Entscheidungsunterstützungssystem für die mechanische Beatmung von Intensivpatienten. Das auf fünf Jahre angelegte Forschungsprojekt wird mit insgesamt 5,98 Millionen Euro gefördert, wovon 1,8 Millionen Euro nach Dresden fließen.

Ziel ist es, die mechanische Beatmung von Intensivpatienten weiter zu verbessern und zu optimieren. "In den vergangenen zwei Jahren haben wir gemeinsam mit dem Institut für Angewandte Informatik (InfAI) in Dresden ein auf künstlicher Intelligenz basierendes Entscheidungsunterstützungssystem entwickelt, das wir nun in der klinischen Praxis erproben und ausbauen können", sagt Professor Thea Koch, Direktorin der Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie und Leiterin des IntelliLung-Konsortiums.

Das Entscheidungsunterstützungssystem soll dem Behandlungsteam eine Empfehlung für die Beendigung der mechanischen Beatmung geben. "Nicht nur die Sauerstoffzufuhr, sondern auch die Atemfrequenz und der Beatmungsdruck müssen je nach körperlichem Zustand und Behandlungsstatus immer wieder neu angepasst werden; das ist kein statischer Zustand, sondern ein Prozess", erklärt Dr. Jakob Wittenstein, Clinician Scientist am EKFZ für Digital Health und Arzt an der Klinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie.

Verletzungen der Lunge vorbeugen

Die Optimierung der mechanischen Beatmung ist kein einfacher Prozess. Um Lungenschäden durch die mechanische Beatmung zu vermeiden, ist eine präzise und kontinuierliche Abstimmung der relevanten Parameter besonders wichtig. Sind die verwendeten Beatmungsdrücke zu hoch, besteht die Gefahr einer mechanischen Schädigung der Lunge. Ist der Druck am Ende der Ausatmung zu niedrig, könnte die Lunge kollabieren, was eine weitere Beatmung erschwert. "Wir versuchen, verschiedene Beatmungsparameter so zu kombinieren, dass am Ende eine digitale Entscheidungshilfe für eine optimale Beatmung entsteht", sagt Dr. Wittenstein.

Forschung mit direktem Nutzen für Patienten
Geplanter Projektstart ist September 2022, und die Wissenschaftler, die sich auf 14 verschiedene nationale und internationale Krankenhäuser, Forschungsinstitute und Unternehmen verteilen, haben fünf Jahre Zeit, um ein auf künstlicher Intelligenz basierendes Verfahren zu optimieren. "Am Ende geht es darum, die Beatmungszeit zu minimieren und damit die Verweildauer auf der Intensivstation zu verkürzen und auch die Letalität zu reduzieren", fasst Dr. Wittenstein zusammen. Das Team plant zwei Studien. Retrospektiv werden sie Daten von ehemals invasiv beatmeten Patienten nutzen, gleichzeitig werden in einer prospektiven Studie aktuelle Daten erhoben und ausgewertet. Neben den klinischen und akademischen Partnern sind auch zwei Hersteller von Beatmungstechnik an dem Projekt beteiligt. "Gerade die Corona-Pandemie, die bei vielen Betroffenen zu einer Beeinträchtigung der Lungenfunktion führte, hat uns gezeigt, wie anspruchsvoll dieses klinische Feld ist.

Das Projekt IntelliLung wird einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, die Behandlungserfolge mit Hilfe von künstlicher Intelligenz mittelfristig zu steigern. Die Bewilligung der EU-Förderung ist nicht nur wegen der Höhe von fast sechs Millionen Euro ein großer Erfolg für die Universitätsmedizin Dresden", sagt Professor Michael Albrecht, Vorstandsvorsitzender des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden. "Mit dem Projekt ist es erstmals gelungen, eine EU-Förderung für eine klinische Studie zu erhalten, die von der Technischen Universität Dresden und insbesondere von der Medizinischen Fakultät koordiniert wird. Das ist ein großer Erfolg, zu dem ich den Projektteilnehmern herzlich gratuliere und ihnen viel Erfolg bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit wünsche", sagt Professor Esther Troost als Dekanin der Medizinischen Fakultät Dresden.

Weiterführende Links

https://digitalhealth.tu-dresden.de 

Foto: EKFZ