Aktuelles Software-Tool zur Vorhersage schwerer Verläufe: Hochschule Koblenz forscht zur Corona-Pandemie

KOBLENZ. Das rheinland-pfälzische Wissenschaftsministerium fördert die Forschung der rheinland-pfälzischen Hochschulen für angewandte Wissenschaften zur Corona-Pandemie. Dazu gehört auch ein Projekt der Hochschule Koblenz: Das Team um Biomathematiker Prof. Dr. Maik Kschischo am Remagener RheinAhrCampus arbeitet an der Entwicklung eines Software-Tools für COVID-19-bedingte sogenannte Schwerstschadensereignisse in Krankenhäusern. Das System soll dabei helfen, kritische Krankheitsverläufe frühzeitig zu identifizieren und es den Behandelnden erlauben, entsprechend agieren zu können. Dabei kooperieren sie mit der Marienhaus Kliniken GmbH und dem Kölner Start-Up damedic. Insgesamt investiert das Wissenschaftsministerium für neun Projekte an den rheinland-pfälzischen Hochschulen für angewandte Wissenschaften 1,3 Millionen Euro in die Forschung zu Corona und Künstlicher Intelligenz. Der Hochschule Koblenz fließen davon rund 185.000 Euro zu.

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  • Leiter des Forschungsprojektes, Prof. Dr. Maik Kschischo

„Die Corona-Pandemie stellt uns weiterhin vor große Herausforderungen. Doch mit Erleichterung und Vertrauen schauen wir auf die Erkenntnisse von Wissenschaft und Forschung. Der neue Impfstoff kommt in Rekordzeit aus Mainz. Hochschulen im ganzen Land forschen mit modernsten Forschungsmethoden zur COVID-19-Erkrankung“, berichtet Wissenschaftsminister Prof. Dr. Konrad Wolf. „Die Hochschule Koblenz leistet einen wertvollen Beitrag, Krankheitsverläufe beim Corona-Virus frühzeitig einordnen zu können und unterstützt damit die Corona-Bekämpfung. Ich danke den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs dafür, dass sie die Herausforderung so engagiert angegangen sind und damit wertvolle Beiträge leisten, die Pandemie zu bewältigen.“

Während viele Infektionen mit COVID-19 ohne größere Komplikationen oder gar ohne von Patienten wahrgenommene Symptome verlaufen, ist die Zahl der Erkrankten, die im Krankenhaus mit mittleren, schweren und kritischen Krankheitsverläufen behandelt werden müssen, weiterhin hoch. „Am häufigsten treten Lungenentzündungen auf oder aber auch Komplikationen wie akute Lungenschädigungen mit akutem Lungenversagen, Herzversagen, Nierenschäden und schwere systemische Immunreaktionen. Die Liste ist leider sehr lang“, berichtet Prof. Dr. Maik Kschischo, Leiter des Forschungsprojekts an der Hochschule Koblenz. Er ist als Professor der Biomathematik am RheinahrCampus der Hochschule tätig und kann mit mehr als 20 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Anwendung statistischer und maschineller Lernverfahren im Bereich der biomedizinischen Forschung aufwarten.

Und obwohl das Wissen zum Verlauf von COVID-19-Erkrankungen mit jedem Tag rapide wachse, sei eine Vorhersage des Krankheitsverlaufs aktuell immer noch sehr schwierig, erklärt Kschischo. „Hinzu kommt, dass der Krankheitsverlauf auch durch sogenannte ‚adverse events‘ – unerwünschte Ereignisse – beeinflusst werden kann, welche den Gesundheitszustand während der medizinischen Behandlung noch einmal verschlechtern.“ Wie aber kann man solche schweren Krankheitsverläufe rechtzeitig erkennen, um einzugreifen? Die Lösung könnte laut der Projektgruppe ein Softwaretool sein. „Das Softwaretool soll aus den individuellen Krankheitsverläufen einerseits die wahrscheinlichen Ursachen für solche Ereignisse ermitteln und andererseits ein Warnsignal ausgeben, um frühzeitig mögliche kritische Verläufe zu identifizieren und die betroffenen Patientinnen und Patienten dann gezielt und rechtzeitig versorgen zu können“, beschreibt Maik Kschischo das System.

Das Team der Hochschule Koblenz forscht gemeinsam mit zwei Partnern an dem wichtigen Projekt. Die Marienhaus Kliniken GmbH mit ihren 18 Kliniken stellt das Know-How in Fragen der Medizin und Patientensicherheit zur Verfügung. Als wichtige Schnittstelle fungiert hier Prof. Dr. Christof Schenkel-Häger, Leiter der Stabstelle Medizin- und Risikomanagement in der Marienhaus Kliniken GmbH, der außerdem Krankenhausmanagement an der Hochschule Koblenz lehrt. Das Start-Up damedic aus Köln unterstützt bei der Verarbeitung der Daten der Krankenhäuser. In den kommenden Monaten werden nun zahlreiche Patientendaten erhoben und ausgewertet, um statistisch bestimmte Triggerpunkte, also Auslöser, mithilfe von Daten zu rekonstruieren. So kann das Ärzteteam bei der rückblickenden Ursachenforschung unterstützt werden. „In einem zweiten Schritt wollen wir dann mit Methoden Künstlicher Intelligenz (KI), oder auch ‚Machine Learning‘ eine vorausschauende Software erstellen, die fortwährend Patientendaten auswertet und eine Warnung ausgibt, falls ein noch nicht offensichtlicher Triggerfall eintritt. Dann können die medizinischen Fachkräfte proaktiv reagieren“, erklärt Kschischo.Das aufwändige Projekt wird vom Wissenschaftsministerium für 18 Monate gefördert, werde aber vermutlich mehr Zeit in Anspruch nehmen. Nach der Fertigstellung sei das Softwaretool dann aber nicht nur für Corona nutzbar, sondern auch auf andere Krankheiten übertragbar.

„Dieses Projekt ist ein weiterer Baustein des sich gerade erweiternden Forschungsprofils der Hochschule Koblenz“, betont Prof. Dr. Kristian Bosselmann-Cyran, Präsident der Hochschule Koblenz mit Verweis auf die Forschungslandkarte der Hochschulrektorenkonferenz, auf der das Cluster „Datengetriebene Systeme“ gerade als dritter Forschungsschwerpunkt der Hochschule Koblenz neu aufgenommen worden ist: „Das interdisziplinäre Projekt von Prof. Dr. Kschischo und seinem Team ist ein konkret fassbares Beispiel für solche Systeme, in denen Daten von der Gewinnung, Übermittlung, Modellierung und Analyse bis zu deren Einfluss auf Prozesse und Entscheidungen ganzheitlich betrachtet werden.“