Universitätsklinikum Leipzig
Projektpartner im Konsortium SMITH
Patientinnen und Patienten profitieren davon, wenn Daten und Erkenntnisse aus der Forschung schneller im Versorgungsalltag ankommen – und wenn umgekehrt Forschende die vielfältigen Daten aus der Patientenversorgung schneller und besser für wissenschaftliche Arbeiten nutzen können.
Um das zu ermöglichen, wurde das Medizininformatik-Zentrum des Universitätsklinikums Leipzig (UKL) aufgebaut. Es besteht aus dem Datenintegrationszentrum (DIZ) und der Abteilung Medical Data Science (MDS). In Zusammenarbeit mit dem Bereich Informationsmanagement und vielen weiteren Beteiligten wurden wichtige Voraussetzungen für die wissenschaftliche Auswertung medizinischer Datenschätze geschaffen. Das Medizininformatik-Zentrum stellt Forschenden sowie Ärztinnen und Ärzten neben Daten aus Klink und Forschung auch Werkzeuge für deren Analyse bereit.
Das UKL beteiligt sich – zusammen mit anderen Partnern der Medizininformatik-Initiative – an verschiedenen Anwendungsfall-Projekten, die den Mehrwert von IT-Lösungen und Datenanalysen für eine bessere Forschung und Versorgung aufzeigen:
- Arzneimitteltherapiesicherheit: Innovative IT-Lösungen tragen dazu bei, die Arzneimittelsicherheit und Arzneimitteltherapien zu optimieren. Stationsapothekerinnen und -apotheker können so riskante Wirkstoffkombinationen frühzeitig erkennen und Betroffene besser vor unerwünschten Nebenwirkungen geschützt werden.
- Augenheilkunde: Um krankheitsbedingte Erblindungen künftig besser vermeiden zu können, analysieren Forschende klinische Daten und Netzhautbilder sowie verschiedene Therapiemuster und Behandlungsergebnisse. Mithilfe Künstlicher Intelligenz wollen sie bislang unerkannte Zusammenhänge entdecken, die Gesundheitsversorgung verbessern und die Augenheilkunde stärker personalisieren.
Darüber hinaus beteiligt sich das UKL an methodisch-technischen Entwicklungen, z.B. für leistungsfähige Verfahren der Textanalyse und verteilte Datenanalysen.
Folgende bereits abgeschlossene Projekte der Medizininformatik-Initiative hat das UKL unterstützt:
- Intensivmedizin: Automatisiert sucht ein Frühwarnsystem in den Routinedaten der Patientinnen und Patienten nach Vorboten eines akuten Lungenversagens. Wird das System fündig, sendet es eine Nachricht auf die Dienst-Smartphones der behandelnden Ärztinnen und Ärzte. So können sie therapeutische Maßnahmen schneller einleiten – und Leben retten..
- Infektionskontrolle: Eine App hilft Ärztinnen und Ärzte beim zielgerichteten Einsatz von Antibiotika in Kliniken. Sie unterstützt Diagnostik- und Therapieentscheidungen und trägt als digitaler Expertinnen- und Expertenberater auch dazu bei, die Ausbildung von Antibiotikaresistenzen zu verringern.
- Daten zu Bioproben: Die Vernetzung von Biobanken und Datenintegrationszentren vergrößert die Basis der datenbasierten Gesundheitsforschung. Das hilft Forschenden, Krankheiten und ihre Variationen präziser zu erkennen und Therapien zu optimieren.
Daten zu Bioproben
Die Vernetzung der Leipziger Medical Biobank (LMB) mit dem örtlichen Datenintegrationszentrum stärkt die datenbasierte Gesundheitsforschung. Die LMB ist eine zentrale Infrastruktur der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig. Sie unterstützt das Leipziger Forschungszentrum für Zivilisationskrankheiten (LIFE) ebenso wie klinische Forschungsprojekte des Universitätsklinikums und seiner Partner.
Dafür sammelt, verarbeitet und lagert die LMB Bioproben gesunder Erwachsener und Kinder sowie von Personen mit bestimmten Krankheiten, z.B. Krebs oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen. All diese Proben – deren Nutzung das Einverständnis der Patientinnen und Patienten voraussetzt – stellt die LMB Forschenden zur Verfügung, damit sie Krankheiten besser verstehen, erkennen und Therapien verbessern können. Dabei erfüllen die Forschungsprojekte alle ethischen und datenschutzrechtlichen Vorgaben. Durch ihre sehr gute nationale und internationale Vernetzung ist die LMB in vielfältige Projekte eingebunden.
Die Leipziger Medical Biobank ist Partner der German Biobank Alliance (GBA).
Augenheilkunde
Das Universitätsklinikum Leipzig ist „Roll-out-Partner“ dieses Anwendungsfalls – d.h., es wird die im Projekt entwickelten Anwendungen in seinen Versorgungsalltag integrieren und prüfen, wie sie sich in der Praxis bewähren. Dazu gehören neben der medizinisch-fachlichen Erprobung und Bewertung auch die Installation und der Betrieb von Projektkomponenten, der Aufbau einer Anwendung, die unterschiedliche Datenformate in ein Zielsystem verschieben und Daten bereitstellen kann – und das auf sichere und datenschutzkonforme Weise. Ebenso setzt sich der Standort Leipzig dafür ein, Patientinnen und Patienten für eine freiwillige Datenspende auf der Basis von Einwilligungen zu gewinnen. Im Projekt wird auch ein sog. Dashboard entwickelt. Diese grafische Benutzeroberfläche soll den behandelnden Ärztinnen und Ärzten alle relevanten Patientendaten auf dem Computer detailliert und übersichtlich bereitstellen. Künftig könnte das Dashboard auch therapeutische Entscheidungen erleichtern – etwa durch Vorhersagen zum Krankheitsverlauf und zum Therapieerfolg. Am Standort Leipzig bringen sich die Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde (Direktor: Prof. Dr. F. Ziemssen) und das Datenintegrationszentrum des Universitätsklinikums (Leiter Dr. T. Wendt) in den Anwendungsfall zur Augenheilkunde ein.
„Behandlung“ von Augenerkrankungen mit interoperabler medizinischer Informatik
Infektionskontrolle
Werden bestimmte Erreger im Blut von Patientinnen und Patienten entdeckt, müssen Antibiotika schnell und passgenau eingesetzt werden, um schwere Infektionen zu verhindern. Das UKL und sein Datenintegrationszentrum haben sich an der Entwicklung eines computergestütztes Systems beteiligt, das in solchen Fällen die relevanten Informationen zusammenstellt. Es soll den Ärztinnen und Ärzten helfen, Betroffene schnell und zielsicher zu behandeln. Für die Bekämpfung von Staphylokokken – diese Bakterien zählen zu den klinisch bedeutendsten Erregern – wurde dafür die HELP-App entwickelt. Sie kann auch jene Fälle identifizieren, bei denen der Erregernachweis nicht auf eine Blutstrominfektion, sondern mit hoher Wahrscheinlichkeit auf eine verunreinigte Blutprobe zurückzuführen ist. Wenn sich dieser Verdacht bestätigt, können Ärztinnen und Ärzte die Antibiotika absetzen – und zugleich verhindern, dass Erreger resistent werden.
Medizininformatik-Initiative: HELP – Zielgerichtete Antibiotikatherapie in der Infektionsmedizin
Film zum Anwendungsfall: Digitale Assistenz am Krankenbett
Intensivmedizin
Die sorgfältige Überwachung von Patientinnen und Patienten auf Intensivstationen kann Leben retten. Ein computerbasiertes Frühwarnsystem hilft Ärztinnen und Ärzte sowie Pflegenden, drohende Komplikationen – z. B. das akute Lungenversagen – noch früher zu erkennen und lebensrettende Maßnahmen schneller einzuleiten. Gemeinsam mit weiteren Partnern der Medizininformatik-Initiative aus Forschung und Industrie – darunter das Forschungszentrum Jülich und die Bayer AG – beteiligten sich das Universitätsklinikum Leipzig und sein Datenintegrationszentrum an der Entwicklung dieses Systems. Es basiert auf der neuartigen Kombination von Künstlicher Intelligenz und etablierten Computermodellen.
Medizininformatik-Initiative: ASIC - Algorithmische Überwachung in der Intensivversorgung
Film: Digitale Assistenz am Krankenbett
Arzneimittelwechselwirkungen
Computergestützte Analysen sollen die Arzneimittelsicherheit verbessern. Dafür gilt es, die relevanten Daten aus den medizinischen Dokumentationen des Versorgungsalltags für Computeranalysen aufzubereiten: Welche Medikamente wurden wann gegen welche Erkrankungen gegeben? Mit welchem Erfolg? – und welche Nebenwirkungen traten auf? Das Universitätsklinikum Leipzig (UKL) bringt umfangreiche Erfahrungen in der Erschließung solcher Informationen in den Anwendungsfall ein. Forschende am UKL beteiligen sich zudem an der Erprobung und Begutachtung der entwickelten Werkzeuge zur Datenanalyse. Von diesem Anwendungsfall werden insbesondere ältere Menschen profitieren, die oft mehrere Medikamente gleichzeitig einnehmen. Denn dabei können sich die verschiedenen Wirkstoffe gegenseitig beeinflussen und unerwünschte Nebenwirkungen auslösen.
INTERPOLAR – Medikationsprobleme und Arzneimittelwechselwirkungen verringern