KI unterscheidet zwischen Erregern von Entzündungen
Schon vor dem Aufkommen des COVID-19-Erregers waren Notaufnahmen der Krankenhäuser voll mit Patientinnen und Patienten, die an Entzündungen litten, entweder durch Viren, Bakterien oder Autoimmunreaktionen verursacht. „Um eine angemessene Behandlung sicherzustellen, ist es erforderlich, schnelle, einfache und verlässliche Tests zu entwickeln, die zwischen verschiedenen Entzündungsursachen unterscheiden können“, sagt der Marburger Informatiker und KI-Spezialist Dr. Michael Thrun, einer der Leitautoren des aktuellen Fachaufsatzes.
Die Betroffenen weisen oftmals Fieber oder bestimmte Blutparameter auf. Weil der Grund der Infektion nicht ohne Weiteres zu bestimmen ist, werden die Betroffenen den Wissenschaftlern zufolge häufig nicht angemessen behandelt. Eine falsche Behandlung sei aber nicht nur ineffektiv, sondern zuweilen kontraproduktiv: Was bei Autoimmunkrankheiten hilft, kann bei anderen Entzündungen sogar schädlich sein. Die Autorinnen und Autoren der Studie nutzten nun eine Kombination einfacher Bluttests und entwickelten eine KI, die zwischen bakteriellen Infektionen, viralen Virusinfektionen und Autoimmunerkrankungen unterscheiden kann.
Die Genauigkeit der Bestimmung liegt aktuell zwischen 79 und 90 Prozent
Dazu analysierte die Forschungsgruppe Blut von 80 Patientinnen und Patienten mit entzündlichen Erkrankungen und verglich die Ergebnisse mit denen von 38 Kontrollpersonen ohne Entzündung. Aufgrund der Blutproben konnte eine zweistufige KI-Anwendung diese beiden Gruppen auseinanderhalten. „Die Künstliche Intelligenz unterscheidet außerdem zwischen verschiedenen Arten von Entzündungen“, berichtet Thrun: Bakterielle Infektionen, Virusinfektionen und Autoimmunerkrankungen werden aktuell mit einer Genauigkeit von 90,3 Prozent, 80,0 beziehungsweise 79,0 Prozent erkannt.
„Sobald genügend Daten vermessen worden sind, kann das Verfahren einfach eingeführt werden, denn es nutzt effizient kurzfristig erfasste Blutparameter“, hebt der Informatiker hervor. „Nach unseren Ergebnissen lassen sich Behandlungsentscheidungen bei entzündlichen Erkrankungen durch Künstliche Intelligenz wirksam steuern.“
Joerg Hoffmann & et al.: Development of an explainable AI system using routine clinical parameters for rapid differentiation of inflammatory conditions, Frontiers in Immunology 2024, DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1364954
