Frühwarnung vor steigendem Hirndruck
Mit Künstlicher Intelligenz (KI) lassen sich gefährliche Komplikationen bei Hirnverletzungen schon erkennen, wenn sie sich erst anbahnen – und dadurch zukünftig besser behandeln. Das zeigt ein neues, am UKE entwickeltes Prognoseprogramm.
Text: Ingrid Kupczik, Fotos: Axel Kirchhof
DIE VISION: KRANKHEITSRISIKEN MIT KI ZUVERLÄSSIG ERKENNEN
Wissen: Hoher Hirndruck nach Kopfverletzung oder Schlaganfall gefährdet das Gehirn
Forschen: Neues Prognoseprogramm sagt steigenden Druck voraus
Heilen: Ärzt:innen können rechtzeitig gegensteuern und Schäden verhindern
Eine schwerwiegende Komplikation ist der zu hohe Hirndruck, genauer: ein zu hoher intrakranieller Druck (ICP). Wenn das Gehirn durch eine Verletzung, eine Blutung oder einen schweren Schlaganfall geschädigt wird, reagiert es in den folgenden Stunden häufig mit einer Schwellung. Der ICP in der Schädelhöhle steigt und die Durchblutung des Gehirns sinkt. Dadurch kann es zu einer weiteren, oft schweren und bleibenden Hirnschädigung kommen. Kontinuierliche Messungen und Überwachungen des ICP sind deshalb ein wichtiger Anhaltspunkt für therapeutische Entscheidungen, etwa eine Medikamentengabe oder operative Maßnahmen.
Behandlung von Hirnverletzungen ist komplex - KI kann unterstützen
Die Behandlung ist sehr anspruchsvoll. Wie gut sie gelingt, hängt maßgeblich von der Erfahrung und den Fähigkeiten der Behandelnden ab. Dr. Nils Schweingruber aus der Klinik und Poliklinik für Neurologie hat ein Prognoseprogramm entwickelt, das diese Abhängigkeit überwindet: Mit Methoden des maschinellen Lernens werden diverse medizinische Daten von schwerkranken Patient:innen mit Hirnverletzungen analysiert: unter anderem Blutdruck, Beatmungsparameter, Laborwerte, Medikamente, Körpertemperatur, Alter, Geschlecht, Größe und Gewicht.
Kritische Werte werden auf diese Weise rechtzeitig erkannt. Sie können auf einen steigenden Hirndruck, später eventuell auch auf Bewusstseinseintrübungen oder mögliche Gefäßspasmen hinweisen. „Mit unserem neuem Prognoseprogramm können wir bis zu 24 Stunden im Voraus eine kritische ICP-Phase vorhersagen und sogar ermitteln, wie lange diese ungefähr anhalten wird“, sagt Dr. Schweingruber. Der Neurologe betont in diesem Zusammenhang, dass die Kontrolle über die Therapie selbstverständlich beim Behandlungsteam bleibe.
Hoher Digitalisierungsgrad im UKE
Basis der Programmentwicklung sind große anonymisierte Datensätze von Patient:innen, die auf der Intensivstation des UKE behandelt wurden. Die Software wurde mithilfe von intensivmedizinischen Daten aus zwei US-Datenbanken validiert. Die Studienergebnisse wurden im renommierten Fachmagazin „Brain“ veröffentlicht. Eine Assistenzsoftware für den zukünftigen Einsatz in der Klinik sei in Vorbereitung, berichtet Experte Schweingruber und merkt an: „Wir profitieren bei unserer Studie vom hohen Digitalisierungsgrad des UKE.“
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