Die Wundbehandlung spielt in der Gesundheitsversorgung eine überaus wichtige Rolle. Infolgedessen sind innovative Ansätze der prädikativen, präventiven und personalisierten Medizin (PPPM) in der modernen Gesundheitsversorgung von entscheidender Bedeutung. In diesem Artikel erfahren Sie, wie die Wundbehandlung mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) zur Heilung beiträgt und welche Herausforderungen damit einhergehen.

In den USA werden jährlich 25 Milliarden US-Dollar für die Behandlung von chronischen Wunden bei über 6 Millionen Patienten ausgegeben. Dabei sind die Behandlungen sehr individuell und resultieren durch suboptimale Gesundheitszustände und schwerwiegende Pathologien wie zum Beispiel Diabetes. Darüber hinaus werden chronische Wunden ebenfalls durch unvorhersehbare Risikofaktoren beeinflusst und eine individuelle Behandlung und Prävention für eine erfolgreiche Heilung ist unabdingbar. Dies ist überaus zeitintensiv und oftmals fehlen qualifizierte Wundexperten und Wundexpertinnen, um sich solchen Fällen anzunehmen.

In Zeiten der Digitalisierung ist es naheliegend, dass das Wundmanagement ebenfalls durch digitale Funktionen und Werkzeuge unterstützt wird. Doch wie kann künstliche Intelligenz (KI) die Wundbehandlung revolutionieren?

Mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) zur Wundheilung

Bei der individuellen und zeitintensiven Wundbehandlung nutzen Experten die systematische Medizin, prädiktive Diagnostik, fachmännische Prävention und auf den Menschen zugeschnittene Behandlungen und Ansätze. Um diese systematische Vorgehensweise weiter zu optimieren, bietet künstliche Intelligenz (KI) die Möglichkeit, das Gesundheitssystem zu revolutionieren und international neu zu gestalten.

"Die grosse Anzahl von Forschungsarbeiten im Bereich der biomedizinischen Datenanalyse mit künstlicher Intelligenz bestätigt nur, dass der Einsatz von KI zur Gewinnung von Vorhersagen im Gesundheitsbereich die Patientenhilfe- und versorgung in Zukunft verbessern wird." - Dr. Sofia Zahia Artificial Intelligence Engineer bei der imito AG. 

Dank der Entwicklung der technischen Ressourcen und deren Fortschritte wird nun mithilfe von KI eine bessere Beurteilung und Diagnose von Patienten durch medizinische Foto- und Videodokumentation sichergestellt. Die wachsenden Rechenleistungen und klinisch relevanten Algorithmen der KI verursachen diese stetigen Entwicklungen und Verbesserungen. So sind kognitive Computer in der Lage, Milliarden von unstrukturierten Informationen zu scannen, relevante Daten zu extrahieren und gleichzeitig komplexeMuster und Zusammenhänge zu erkennen. Zudem lernt die KI stetig dazu, wodurch Wundexperten unterstützt werden und ebenfalls von der KI profitieren und sich zusätzlich neue Erkenntnisse aneignen.

Vorteile der KI gestützten Applikationen

KI-gestützte Applikationen führen komplexe Aufgaben aus, welchen sich normalerweise Spezialisten widmen. Insbesondere bei der Wundbehandlung weist künstliche Intelligenz ein enormes Potenzial auf.

So bieten KI-basierte Applikationen folgende Vorteile:

• Verbesserung diagnostischer Genauigkeit, Bildgebung und Intervention
• Steigerung der Effizienz und Arbeitsablauf
• Ausführung von komplexen Aufgaben
• Weiterentwicklung des Lernprozesses mithilfe von KI

Künstliche Intelligenz (KI) unterstützt Spezialisten bei der Wundbehandlung und Heilung

Zu den grössten Herausforderungen in der Wundbehandlung gehört die Heilungsvorhersage bzw. die Erstellung von Prognosen. Dies ist essenziell, um einen Wundverschluss zu erreichen. Insbesondere bei chronischen Wunden erschwert deren multifaktorielle komplexe Natur die Vorhersage. Dieses Problem ergibt sich aus dem ineinandergreifenden Zusammenspiel vieler miteinander verbundener Faktoren. Ebenfalls umfasst diese Komplexität auch den Gesundheitszustand von Patienten und Patientinnen ausserhalb der Wunde und dominiert dadurch den gesamten Heilungsprozess. Um KI bei der Wundbehandlung erfolgreich anwenden zu können, müssen die Applikationen mit umfangreichen Informationen vorbereitet werden, sodass medizinisches Fachpersonal diese als wissenschaftliche Unterstützung verwenden kann.

Aktuell ist eine gänzliche Diagnose durch Maschinen noch in der Entwicklung und die Zusammenarbeit zwischen Menschund technologischen Hilfsmitteln unabdingbar. Allerdings passt sich die aktuelle Wundversorgung bei Patienten und Patientinnen der heutigen Digitalisierung an und basiert auf den momentanen digitalen Möglichkeiten. So unterstützen bereits neue Wundmess-Apps und klinische Apps, wie die imitoWound-App zahlreiche Gesundheitsfachleute. Der Einsatz und die Möglichkeit solcher Technologien verändern die Art und Weise, wie Wunden beurteilt und behandelt werden und minimieren dadurch deutlich den Zeitaufwand für die Versorgung der Patienten.

Optimierung der präventive Behandlung dank KI

Die Wundbehandlung verlangt oftmals ein präventives Eingreifen durch die behandelnden Fachpersonen. Damit dies rechtzeitig umgesetzt werden kann, ist eine regelmässige Wundbeurteilung und Beobachtung unabdingbar. Das Erkennen von Risikomustern und Faktoren, stellt für Experten eine zeitintensive Herausforderung dar und benötigt fundierte Kenntnisse und jahrelange Erfahrung. Mithilfe von KI ist es nun möglich, komplexe Interaktionsmusterfrühzeitig zu erkennen, die Wunde individuell zu behandeln und die medizinische Therapie anzupassen.

Herausforderungen bei der Wundbehandlung mit künstlicher Intelligenz

Ingenieure und Personen mit Fachkenntnissen solcher KI-basierten Applikationen müssen sich trotz der vielen Vorteile einigen Herausforderungen stellen. Insbesondere der Datenschutz steht bei solchen Systemen an oberster Stelle. Des Weiteren ist es wichtig, alte oder schlecht verarbeitete Daten aus dem System zu entfernen, sodass keine falschen Schlussfolgerungen bei der Forschung entstehen. Diese und weitere Herausforderungen werden dank der kontinuierlichen Modifikation der Algorithmen begrenzt und in Anwendung mit erfahrenen Experten minimiert. 

Die Wundbehandlung mittels künstlicher Intelligenz besitzt ein immenses Potenzial und ist gleichzeitig das Ergebnis der fortschreitenden Digitalisierung. Von der Behandlung bis zur Prävention hat dieser technologische Ansatz die Wundbehandlung bereits wegweisendverändert und entwickelt sich stetig weiter.

Dr. Sofia Zahia: imito gestaltet das digitale Wundmanagement mit KI neu

Durch eine erfolgreiche Zusammenarbeit mit den führenden Forschungspartnern im Bereich Wundexpertise, KI und Ausbildung im Gesundheitswesen (HEdS und Universität Genf), wird imito ihre Apps für das Wundmanagement durch die Bereitstellung von KI verbessern:

• automatische Charakterisierung und Messung der Wunde
• Anleitung zur Dokumentation der Waldentwicklung in Längsrichtung und Vorhersage der Entwicklung
• genaue Informationen darüber, welche Behandlungen und Verbände je nach den verfügbaren Informationen und validierten internationalen Richtlinien verwendet werden sollten
• eine angemessene Ausbildung in der Wundversorgung, um den Wissensstand des Gesundheitspersonals zu verbessern

imito hat es sich zur Aufgabe gemacht, das Fachwissen des Gesundheitspersonals in der Wundversorgung zu erweitern, indem es eine neue KI-basierte klinische Entscheidungshilfe (CDS) anbietet, die automatische Erklärungen zu behandelten Wunden liefert.

Quelle: Wiley Online Library

Expertin: Dr. Sofia Zahia - Artificial Intelligence Engineer bei der imito AG. 

Bevor Dr. Sofia Zahia zu imito kam, schloss sie ihre Promotion an der University of Louisville in den USA und der University of Deusto in Spanien über "Deep Learning for biomedical image analysis" ab und erhielt einstimmig ein Summa Cum Laude. Ihre Dissertation führte zur Veröffentlichung mehrerer Artikel in hochrangigen internationalen mit Expertenbegutachtung.