Samstag, 27. November

Neues aus der Wissenschaft

Künstliche Intelligenz hilft bei akuten Herzproblemen

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Künstliche Intelligenz – kurz: KI – ist in aller Munde und erobert zusehends immer neue Lebensbereiche. Ein britisches Genforschungsprojekt könnte den Weg für eine frühe Identifizierung von Menschen ebnen, bei denen das Risiko eines Herzversagens besteht. Parallel haben US-amerikanische Wissenschaftler eine Software vorgestellt, die in der Lage ist, anhand nur eines Elektrokardiogramms eine Akut-Prognose zum Risiko eines Herztods zu erstellen.

MRT-Bilder ausgewertet

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Die Forscher der Queen Mary University of London, die ihre Ergebnisse im Wissenschaftsmagazin „Circulation“ veröffentlich haben, erhoffen sich ganz neue Behandlungsmöglichkeiten. Sie nutzten ein KI-Verfahren zur Analyse von Bildern der Magnetresonanztomographie (MRT): 17.000 Aufnahmen gesunder Freiwilliger aus dem Vereinigten Königreich standen dafür zur Verfügung. Dabei zeigte sich, dass genetische Faktoren für 22 bis 39 Prozent der Abweichungen in Größe und Funktion der linken Herzkammer verantwortlich sind. Eine Vergrößerung und eine verringerte Pumpleistung (Herzinsuffizienz) können zum Herzversagen führen.

Genetische Faktoren

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Die Londoner Forschungsergebnisse legen nahe, dass genetische Faktoren einen wesentlichen Einfluss auf strukturelle Veränderungen und die Funktion des Herzens haben. Die Wissenschaftler ermittelten 14 Bereiche im menschlichen Genom, die mit der Funktion und Größe der linken Herzkammer in Bezug stehen. Jede dieser Regionen enthält Gene, die die frühe Entwicklung der Kammern und die Kontraktion, also dessen Zusammenziehen, regulieren. Durch das rhythmische Zusammenziehen wird das Blut durch den Körper befördert.

Schnellere Analyse

Wie der britische Forschungsleiter Nay Aung berichtet, ist es mittels Künstlicher Intelligenz möglich, Bilder in einem Bruchteil der normalerweise erforderlichen Zeit zu analysieren. Dadurch ließen sich einerseits für das Gesundheitssystem Zeit und damit Kosten sparen: Aber auch die Patientenversorgung soll sich durch diesen Ansatz qualitativ steigern lassen.

Software errechnet Risiko

US-Wissenschaftler haben eine Software namens „RiskCardio“ vorgestellt, die das Sterberisiko eines Herzkranken präzise ermitteln soll, um bestmögliche therapeutische Schlüsse ziehen zu können. Dafür reicht den Experten des Massachusetts Institute for Technology (MIT) im amerikanischen Cambridge ein EKG von 15 Minuten. Aus den gewonnenen Daten errechnet die künstliche Intelligenz einen Indexwert, der das Risiko auf einer Skala zwischen null und 100 abbildet.

Noch präzisere Angaben

Kann dieses EKG bis zu einer Viertelstunde nach dem Auftreten einer akuten Herzsymptomatik wie einem Herzinfarkt aufgezeichnet werden, arbeitet die Software nach Angaben der MIT-Wissenschaftler noch präziser: Das System kann dann aus den Rohdaten eine Prognose dazu abgeben, ob der Patient in 30, 60, 90 oder 365 Tagen sterben wird.

Lernendes System

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Für den Trainingsmodus wurden bei vorhandenen EKG-Aufzeichnungen die Signale zerlegt, um daraus Herzschlagfrequenzen zu gruppieren. Dabei erhielten Frequenzen von Patienten, die später verstorben waren, den höchsten Risiko-Wert: Sequenzen von Überlebenden wurden einem entsprechend niedrigen zugeordnet – die Anwendung dieser Muster auf andere Aufzeichnungen erledigt die Software. Die Software ist so strukturiert, dass jede neue Messung über das maschinelle Lernen die Systemgenauigkeit fortwährend optimiert.

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