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Entzündungsherde per KI unterscheiden Künstliche Intelligenz findet Infektionsursache anhand von Blutproben

Quelle: Pressemitteilung Philipps-Universität Marburg 2 min Lesedauer

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Ob Bakterien, Viren oder andere Faktoren eine Entzündung verursachen, ist ein wichtiges Kriterium für die Wahl der Behandlungsmethode. Bei dieser Diagnose könnte eine künstliche Intelligenz helfen, die Forscher an der Uni Marburg entwickelt haben. In Tests mit Blutproben hatte sie bereits eine Genauigkeit von 80 bis 90 Prozent.

Mithilfe von Blutproben und künstlicher Intelligenz erkennt ein neues Verfahren aus Marburg, ob Infektionen durch Bakterien, Viren oder andere Faktoren verursacht sind. (Symbolbild)(Bild:  279photo - stock.adobe.com)
Mithilfe von Blutproben und künstlicher Intelligenz erkennt ein neues Verfahren aus Marburg, ob Infektionen durch Bakterien, Viren oder andere Faktoren verursacht sind. (Symbolbild)
(Bild: 279photo - stock.adobe.com)

Schon vor dem Aufkommen des Covid-19-Erregers waren in den Notaufnahmen der Krankenhäuser zahlreiche Patienten, die an Entzündungen litten, seien sie 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, Sein Forschungsteam hat getestet, ob künstliche Intelligenz die Ursache von Infektionen herausfinden kann, und die Ergebnisse nun in einem Fachaufsatz veröffentlicht.

Die Betroffenen weisen oftmals Fieber oder bestimmte Blutparameter auf. Weil der Grund der Infektion nicht ohne Weiteres zu bestimmen ist, werden die Betroffenen häufig nicht angemessen behandelt. So wirken Antibiotika nur gegen bakterielle Erreger, aber nicht gegen Viren oder Autoimmunerkrankungen. Eine falsche Behandlung ist nicht nur ineffektiv: Was bei Autoimmunkrankheiten hilft, kann bei anderen Entzündungen sogar schädlich sein.

Die Autoren der Studie nutzten eine Kombination einfacher Bluttests und entwickelten eine KI, die zwischen bakteriellen Infektionen, viralen Virusinfektionen und Autoimmunerkrankungen unterscheiden kann.

Leichter die richtige Behandlung finden

Die Forschungsgruppe analysierte Blut von 80 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 Leitautor Thrun. Bakterielle Infektionen, Virusinfektionen und Autoimmunerkrankungen wurden mit einer Genauigkeit von 90,3, 80,0 bzw. 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.“

Neben Thrun beteiligte sich die krebsmedizinische Arbeitsgruppe um Professor Dr. Andreas Neubauer, Privatdozentin Dr. Cornelia Brendel und Dr. Jörg Hoffmann aus der Marburger Hochschulmedizin an der Studie. Der Europäische Fonds für regionale Entwicklung und die José-Carreras-Leukämie-Stiftung unterstützten die zugrundeliegende Forschungsarbeit finanziell.

Originalpublikation: Joerg Hoffmann & et al.: Development of an explainable AI system using routine clinical parameters for rapid differentiation of inflammatory conditions, Frontiers in Immunology, Volume 15, 2024; DOI: 10.3389/fimmu.2024.1364954

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