KI-basiertes Monitoring chronischer Herzinsuffizienz
Das Team des Projekts KardioInterakt entwickelte, erprobte und evaluierte ein telemetrisches Interaktionssystem für Patientinnen und Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz. Es basiert auf Künstlicher Intelligenz (KI) und Sensorik und erkennt nicht nur frühzeitig eine Verschlechterung des Gesundheitszustandes der erkrankten Patientinnen und Patienten. Es sagt zudem das Risiko einer Verschlechterung voraus und informiert das medizinische Fachpersonal entsprechend.
Patientinnen und Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz haben einen hohen Nachsorgebedarf. Im Sinne der Prävention ist es hierbei wichtig, sich verändernde Gesundheitszustände schnell zu erkennen und effektiv an medizinisches Fachpersonal zu kommunizieren. Die Möglichkeit, Vitaldaten im häuslichen Umfeld zu erheben, erhöht zudem die Lebensqualität chronischer Patientinnen und Patienten.
Die Forschenden entwickelten spezielle Biosensoren, die eine kontinuierliche Selbst- und Fernüberwachung und damit eine Verlaufsbeobachtung chronischer Herzinsuffizienz ermöglichen. Sie brachten die Sensoren an Pflastern, sogenannten Smart Patches, an, damit sie fortlaufend Vitalparameter überwachen und so die Früherkennung kritischer Gesundheitsereignisse gewährleisten. Anhand dieser Daten kann ein auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierendes Modell drohende Komplikationen wie beispielsweise Dekompensation, ein Versagen der körpereigenen Gegenregulations- und Reparaturvorgänge im Verlauf einer Erkrankung, vorhersagen und so die Therapiesteuerung des medizinischen Fachpersonals optimieren. Das Interaktionssystem besteht aus einer App, die das KI-Modell, die Messergebnisse der Biosensoren sowie weitere relevante Daten bündelt. Die Anwendung ermöglicht eine effiziente, kontaktreduzierte Betreuung der Patientinnen und Patienten durch das medizinische Fachpersonal.
Eine der größten Herausforderungen war die Gewährleistung einer effektiven digitalen Kommunikation zwischen verschiedenen Akteurinnen und Akteuren im Gesundheitswesen. Beim Umgang mit sensiblen Gesundheitsdaten aus Sensortechnologie und KI mussten die Forschenden zudem Datenschutz- und Sicherheitsfragen berücksichtigen. Schließlich galt es, die Akzeptanz, das Vertrauen und die technische Versiertheit der Patientinnen, Patienten, ihrer Angehörigen sowie des medizinischen Fachpersonals zu gewährleisten.
Die Entwicklungen bilden die Grundlage für ein verbessertes, kontaktreduziertes und vitalparameter-basiertes Nachsorgemanagement. Durch das frühzeitige Erkennen einer Verschlechterung der Herzfunktion verbessern sie zudem die Prävention. Patientinnen und Patienten können länger im häuslichen Umfeld bleiben und mehr Lebensqualität gewinnen.
Künftige Forschung sollte die Smart Patches weiterentwickeln, um diese z. B. hinsichtlich Tragekomfort, -dauer, Wiederverwendung und Größe bestmöglich an die Bedürfnisse der Patientinnen und Patienten anzupassen. Auch gilt es, die relevantesten Parameter mit hoher Messgenauigkeit an die Ärztinnen und Ärzte zu übermitteln, um KI-basiert einen optimalen Therapieplan erstellen zu können.