KИ-forschung: AI erkennen Operationswunden-Infektionen auf Patientenfotos

Ein Team von Forschern des Mayo Clinic hat ein künstliches Intelligenz-System (KI) entwickelt, das chirurgische Wundinfektionen (SSI) mit hoher Genauigkeit aus Patientenbildern nach Operationen erkennen kann. Dies könnte die Art und Weise, wie nachOperationssorg vergeben wird, grundlegend verändern. Die Studie wurde in den „Annals of Surgery“ veröffentlicht und beschreibt eine KI-basierte Pipeline, die chirurgische Narben automatisch identifiziert, die Bildqualität bewertet und Anzeichen von Infektionen in von Patienten über Online-Portale eingereichten Fotos kenntlich macht. Das System wurde anhand von mehr als 20.000 Bildern von über 6.000 Patienten in neun Mayo Clinic Krankenhäusern trainiert. „Wir wurden durch das wachsende Bedürfnis motiviert, chirurgische Narben ambulant in einem zeitnahen Rahmen zu überwachen“, erklärt Cornelius Thiels, D.O., ein chirurgischer Onkologe für Hepato-Bilio-Pankreatologie am Mayo Clinic und Co-Seniorenautor der Studie. „Dieser Prozess, der momentan von Klinikern durchgeführt wird, ist zeitaufwändig und kann die Behandlung verzögern. Unser KI-Modell kann diese Bilder automatisch priorisieren, was die Fristdiagnose verbessert und die Kommunikation zwischen Patienten und ihren Pflegeteams optimiert.“ Das KI-System nutzt ein zweistufiges Modell. Zunächst erkennt es, ob ein Bild eine chirurgische Narbe zeigt, und bewertet dann, ob diese Narbe Anzeichen einer Infektion aufweist. Der verwendete Modelltyp, Vision Transformer, erreichte eine Genauigkeit von 94 % bei der Erkennung von Narben und einen Flächen-Unter-Kurve-Wert (AUC) von 81 % bei der Identifikation von Infektionen. „Diese Arbeit legt den Grundstein für KI-gestützte Nachsorge von chirurgischen Wunden, die die Überwachung nachoperativer Patienten revolutionieren kann“, betont Hala Muaddi, M.D., Ph.D., eine Hepato-Bilio-Pankreatologie-Fellow am Mayo Clinic und erste Autorin der Studie. „Sie ist besonders relevant, da ambulante Operationen und virtuelle Nachsorgeverabredungen zunehmend üblich werden.“ Die Forscher hoffen, dass diese Technologie dazu beitragen kann, dass Patienten schneller auf ihre Anfragen reagiert werden, Verzögerungen in der Diagnose von Infektionen reduziert werden und die Pflege von Patienten, die sich zu Hause erholen, verbessert wird. Bei weiterer Validierung könnte das Tool als erstes Screening-Instrument dienen, das ärztliche Aufmerksamkeit auf besorgniserregende Narben lenkt. Dieses KI-Tool eröffnet auch Möglichkeiten zur Entwicklung von Algorithmen, die subtile Anzeichen von Infektionen erkennen können, bevor sie für das Pflegepersonal sichtbar werden. Dies würde frühere Behandlungsbeginne ermöglichen, die Morbidität verringern und Kosten einsparen. „Für Patienten bedeutet dies möglicherweise schnellere Beruhigung oder frühere Identifizierung eines Problems“, sagt Dr. Muaddi. „Für Kliniker bietet es eine Möglichkeit, den Schwerpunkt ihrer Aufmerksamkeit auf Fälle zu legen, die sie am dringendsten benötigen, insbesondere in ländlichen oder ressourcenarmen Gebieten.“ Besonders bemerkenswert ist, dass das Modell eine konsistente Leistung bei diversen Patientengruppen zeigte, was Bedenken hinsichtlich algorithmischer Verzerrungen entkräftet. Dennoch sehen die Forscher weitere Validierungen als notwendig an. „Unsere Hoffnung ist, dass die von uns entwickelten KI-Modelle – und die große Datenmenge, auf der sie trainiert wurden – das Potenzial haben, die Art und Weise, wie chirurgische Nachsorge geleistet wird, grundlegend zu verändern“, erklärt Hojjat Salehinejad, Ph.D., Senior Associate Consultant für Gesundheitsversorgungsforschung im Kernzentrum für die Wissenschaft der Gesundheitsversorgung und Co-Seniorenautor. „Prospektive Studien sind im Gange, um zu evaluieren, wie gut dieses Tool sich in den täglichen chirurgischen Betrieb integrieren lässt.“ Bewertung durch Branchenexperten und Unternehmensprofile: Branchenexperten loben die Studie als wichtigen Fortschritt im Bereich der Telemedizin und der KI-gestützten Patientenpflege. Sie sehen das Potential, die Effizienz und Qualität der Nachsorge erheblich zu steigern, insbesondere in Regionen mit begrenzter medizinischer Versorgung. Das Mayo Clinic, ein führendes medizinisches Forschungsinstitut, hat sich langfristig auf die Entwicklung fortschrittlicher medizinischer Technologien und Verbesserungen in der Patientenversorgung konzentriert. Die Forschergruppe, die an diesem Projekt beteiligt war, bringt Expertise aus verschiedenen Fachgebieten in die Arbeit ein, um innovative Lösungen zu schaffen.