ANZEIGE : Künstliche Intelligenz im Herzkatheterlabor

Der renommierte und international gefragte Facharzt für Innere Medizin, Kardiologie, Angiologie, Intensiv-Medizin, Herz-MRT sowie angeborene Herzfehler, Prof. Dr. Wolfgang Rottbauer, ist u.a. hochspezialisierter Experte für schonende interventionelle Herzklappeneingriffe. Wird er aufgefordert, einen Blick in die Zukunft der Herzmedizin zu werfen, sagt er: „Die Planung und Durchführung von Herzbehandlungen mit Unterstützung von Künstlicher Intelligenz wird in den kommenden zehn Jahren nicht mehr wegzudenken sein.“

Der Ärztliche Direktor der Klinik für Innere Medizin II am Universitätsklinikum Ulm (Schwerpunkte: Kardiologie, Angiologie, Pneumologie, Internistische Notfall- und Intensivmedizin, Sport- und Rehabilitationsmedizin) berichtet von einer hochrangigen internationalen Studie, die an der Uniklinik Ulm durchgeführt werde und deren Publikation aktuell in Vorbereitung sei: „Die Studie wird federführend vom Universitären Herzzentrum Ulm vorangetrieben. Wir sind dafür prädestiniert, weil Ulm weltweit mit Abstand das führende Zentrum für eine katheterbasierte interventionelle Herzklappenersatzmethode mit dem sogenannten HighLife-System ist.“ Beim Screening, der Durchführung und der Etablierung dieses höchst innovativen und patientenschonenden   Herzklappenersatzes handelt es sich selbstverständlich um eine gemeinsame Strategie mehrerer medizinischer Disziplinen, die innerhalb des Herzzentrums eng kooperieren: Die Herzchirurgie unter der Leitung von Prof. Dr. med. Andreas Liebold, die Kardioanästhesie unter der Leitung von Prof. Dr. med. Bettina Jungwirth sowie die Kardiologie unter Rottbauers Leitung. „Wir arbeiten dabei Hand in Hand – und das äußerst erfolgreich und stets im Sinne des Patientenwohls. Darauf sind wir sehr stolz, denn nur so sind herausragende Innovationen möglich“, betont der Kardiologe. Innovativ und vor allem zukunftsweisend ist die besagte Studie allemal.

Im Fokus einer weiteren Studie, der sogenannten REPAIR-MI-Studie am Universitären Herzzentrum Ulm, stehen Patient:innen, die an einer strukturellen Erkrankung der Mitralklappe leiden: „Man kann sich darunter vorstellen, dass die Herzklappenstruktur zu flexibel geworden ist oder es einen kleinen Einriss gibt, und die Klappen daher nur noch eingeschränkt funktionieren und erhebliche Undichtigkeiten entstehen“, erklärt der Herzspezialist. „In der Studie untersuchen wir, ob die klassische operative Mitralklappenoperation oder doch eine interventionelle Reparatur am schlagenden Herzen besonders geeignet und erfolgversprechend für die Patient:innen ist.“

Derartige minimalinvasive Eingriffe an den Herzklappen führen die interdisziplinären Herzteams in sogenannten Hybrid-Herzkatheterlaboren durch; der Herzkatheterbereich des Universitären Herzzentrums Ulm wird deshalb derzeit noch um eine fünfte dieser hochtechnisierten Einheiten erweitert. Die Hybrid-Herzkatheterlabore sind mit verschiedenen bildgebenden Anlagen ausgestattet, die es den Herzspezialisten ermöglichen, während der interventionellen Behandlung Blutgefäße und das Herz, die Herzkranzgefäße, den Herzmuskel, die Herzklappen sowie die Herzelektrik quasi in Echtzeit parallel zu analysieren.

„Bei den neuen Herzklappen-Behandlungsverfahren, die wir in den Studien untersuchen, spielt die Bildfusion eine entscheidende Rolle“, erläutert Rottbauer. „Vor jedem Eingriff – wir nennen das prä-prozedurale Planung – fertigen wir mittels CT- oder MRT-Bildgebung zunächst ein dreidimensionales  Schnittbild des Patientenherzens an. Daraus rekonstruieren wir einen Bilddatensatz und spielen diesen auf unsere Herzkatheteranlagen, mit denen wir mittels Röntgenstrahlung die Herzkathetereingriffe steuern. Das bedeutet, dass wir neben dem zweidimensionalen Röntgenbild nun auch die zuvor gewonnene, dreidimensionale Information über die Herzanatomie des jeweiligen Patienten überlappend zur Verfügung haben, und uns im schlagenden Herzen virtuell mit unseren Werkzeugen sehr sicher bewegen. Wenn ich dann die Röntgenanlage bewege, bewegt sich auch mein dreidimensionales Bild, obwohl dieses viel früher angefertigt wurde – die Anatomie bleibt ja unverändert. Damit steigert sich die Genauigkeit des Eingriffs, der Behandlungserfolg ist messbar größer, und die Sicherheit nimmt erheblich zu.“

In einem weiteren Forschungsprojekt, das sich mit dem perkutanen katheterbasierten Aortenklappenersatz befasst, werden die zur Planung des Eingriffs im Vorfeld angefertigten CT-Datensätze von einer „Künstlichen Intelligenz“ ausgewertet. Diese KI sei dann in der Lage, den Ärzt:innen eine geeignete Behandlungsstrategie vorzuschlagen, so Rottbauer: „Welche Herzklappe, welcher Typ, welche Größe, welche Implantationstechnik: Das geht natürlich nur, wenn man diese Systeme mit Daten von tausenden Implantationen trainiert, die bereits durchgeführt worden sind, und deren Ergebnis man bereits kennt. Aber genau das ist Herzmedizin von Morgen: Die Behandlung einer individuellen Herzpatientin wird beispielsweise mit den Behandlungsinformationen von 10.000 anderen Patient:innen mit derselben Erkrankung angereichert. Nach dieser Trainingsphase beginnt die KI dann damit, jede Prozedur, die sie selbst geplant hat, wieder in den eigenen Lernprozess zu integrieren und uns auf patientenindividueller Basis Vorschläge für den besten Behandlungsweg und die beste Behandlungstechnik zu machen. Das ist personalisierte Herzmedizin von Morgen!“

Dies bedeutet keinesfalls, dass der Arzt überflüssig wird oder gar der KI die Kontrolle über die Behandlung überlässt – noch immer muss geplant werden, und dabei ist die individuelle, fachliche Erfahrung unersetzbar. „Dadurch werden wir im Sinne der Patienten so sicher agieren können, wie nie zuvor“, so Rottbauer.