Welt-Sepsis-Tag

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KI soll bei der Früherkennung helfen

Eine Sepsis, umgangssprachlich auch Blutvergiftung genannt, ist eine der häufigsten Todesursachen in Deutschland. Jedes Jahr sterben etwa 85.000 Menschen laut Angaben der vom Bundesgesundheitsministerium geförderten Kampagne »Deutschland erkennt Sepsis« an der Erkrankung. Dennoch werde sie dramatisch unterschätzt, so die DGCH in einer Pressemitteilung.

Aufseiten der Betroffenen, aber auch auf ärztlicher und pflegerischer Seite fehle oft das Bewusstsein dafür, wie eine Sepsis sich ankündige und wie schnell sie zu kritischen Zuständen führen kann, mahnt die DGCH. Die Unterstützung durch künstliche Intelligenz (KI), könne in Zukunft helfen, eine Sepsis frühzeitig zu erkennen und somit Todesfälle zu vermeiden. Erste KI-Anwendungen werden bereits in der Sepsis-Früherkennung eingesetzt.

Eine Sepsis ist laut S3-Leitlinie »Prävention, Diagnose, Therapie und Nachsorge der Sepsis« definiert als lebensbedrohliche Organdysfunktion, ausgelöst durch eine Infektion, die mit einer Regulationsstörung beim Wirt einhergeht. Zu einer Sepsis kommt es somit, wenn Krankheitserreger oder ihre Stoffwechselprodukte in großer Menge in den Blutstrom gelangen. Meist handelt es sich dabei um Bakterien, aber auch Viren, Pilze oder Parasiten können eine Sepsis auslösen.

Zum Problem wird letztlich eine überschießende Reaktion des Immunsystems, die zu einem lebensbedrohlichen Kreislaufzusammenbruch mit Versagen mehrerer Organe führt. »Der Laie verbindet eine solche außer Kontrolle geratene Infektion meist mit äußeren Verletzungen wie verunreinigten Wunden«, sagt DGCH-Präsident Professor Dr. Jens Werner in einer Mitteilung. »Viel häufiger sind aber Blutvergiftungen, die sich aus inneren Erkrankungen wie einer Lungenentzündung oder einem einfachen Harnwegsinfekt entwickeln.«

Aus diesem Grund, aber auch weil die Symptome einer Sepsis zunächst eher unspezifisch sind, wird sie von Betroffenen leicht übersehen. Anfängliche Beschwerden wie Fieber, Schüttelfrost und eine starke Abgeschlagenheit können auch bei unproblematischen Infekten auftreten. »Symptome wie Benommenheit, Verwirrung, Herzrasen und Atemnot sollten aber definitiv als Warnsignale ernst genommen werden«, betont Werner. Eine sich entwickelnde Sepsis sei immer ein Notfall, bei dem jede Minute zähle, um ein völliges Kreislaufversagen und bleibende Schäden abzuwenden.

Doch selbst im Krankenhaus gelingt die Früherkennung nicht zuverlässig, und lebensnotwendige Therapien wie eine sofortige Antibiotika-Gabe, die Identifizierung und Beseitigung des Infektionsherdes sowie die Unterstützung des Kreislaufs durch Infusionen erfolgen oft erst zu spät. Unterstützung kann hier der Einsatz von KI bieten. »Letztlich geht es hier um Mustererkennung, eine Fähigkeit, in der die KI dem Menschen überlegen ist«, so Werner.

Derzeit würden in etlichen Kliniken im In- und Ausland KI-Tools erprobt, die Sepsis-typische Muster in Patientendaten wie Körpertemperatur, Blutwerten, Vitalparametern und der bisherigen Krankengeschichte erkennen, informiert die DGCH. Pilotstudien hierzu gebe es etwa in Wien und – mit einer in den USA bereits zugelassenen KI – in mehreren US-Krankenhäusern.

In Deutschland hat beispielsweise das Universitätsklinikum Leipzig das AMPEL-Projekt ins Leben gerufen, dessen KI das Sepsisrisiko automatisch anhand des kleinen Blutbildes berechnet, das in der Regel für jede Klinikpatientin und Klinikpatienten vorliegt. Die AMPEL-KI schätzte das Sepsisrisiko in 80 bis 84 Prozent der Fälle richtig ein, zusammen mit dem Sepsis-Marker Procalcitonin lag die Vorhersagegenauigkeit sogar bei fast 86 Prozent.

Einen anderen Weg gehen Forschende des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg, die mit einer speziellen Kamera das Strahlungsreflexionsspektrum der Haut auch jenseits des sichtbaren Lichtes erfassen. Damit kann die Durchblutung der kleinsten Blutgefäße in der Haut sichtbar gemacht werden, die sich bereits in einem sehr frühen Sepsis-Stadium verändert. Eine entsprechend geschulte KI erkannte anhand dieser Aufnahmen immerhin 80 Prozent der Sepsisfälle. Kombiniert mit weiteren klinischen Daten ließ sich dieser Wert auf 94 Prozent steigern. Ziel der Forschenden ist nun, die Technologie für den Routineeinsatz nutzbar zu machen.

Als besonders wertvoll dürften sich langfristig Systeme erweisen, die auf ohnehin vorliegende elektronische Daten zugreifen, permanent im Hintergrund laufen und ungefragt Alarm schlagen. »Damit wird das Problem umgangen, dass eine Sepsis viel zu selten überhaupt in Betracht gezogen wird«, betont Werner. Ein erfolgreicher KI-Einsatz könnte auch mehr Zeit verschaffen, um bei einer beginnenden Sepsis das kurze Fenster von drei Stunden für eine erste Diagnostik zu nutzen, wie die aktualisierte S3-Leitlinie empfiehlt.

»Bei einer Sepsis ohne Schock sollen unter anderem rasch angesetzte Blutkulturen oder entsprechende Bildgebung eine gezieltere Therapie ermöglichen und unnötige Antibiotikagaben vermeiden helfen«, sagt der DGCH-Präsident. Nur wenn die Sepsis immer als Möglichkeit mitgedacht werde – sei es durch Menschen oder eine KI – ließen sich viele Todesfälle und bleibende Schäden vermeiden.