Sie sind hier: Skip Navigation LinksAMPEL - Clinical Decision Support System

Sepsis-Algorithmus

​​​​Sepsis, im allgemeinen Sprachgebrauch auch „Blutvergiftung“ genannt, ist ein lebensbedrohliches Krankheitsbild. Jede früher eine wirksamen Therapie die Infektion bekämpfen kann, desto höher sind die Überlebenschancen. Ziel des Sepsis-Algorithmus ist es eine beginnende Sepsis frühzeitig zu erkennen und das Stationsteam bei Diagnostik und Therapie zu unterstützen.

Klinische Relevanz

Sepsis zählt weltweit zu den häufigsten Todesursachen in der Akutmedizin. Der Verlauf ist oft unspezifisch, sodass die Diagnose im Alltag zu spät gestellt wird. Eine frühzeitige Identifikation erhöht die Überlebenschance deutlich – besonders in Notaufnahmen, wo 60–80 % aller Sepsis-Patient:innen zuerst vorstellig werden. Da dort nahezu immer ein Blutbild erhoben wird, bieten diese Routinedaten einen idealen Ansatzpunkt für ein Frühwarnsystem.

Diagnostische Herausforderung

Sepsis ist ein komplexes Syndrom, das sich nicht allein anhand einfacher Laborwerte sicher erkennen lässt. Hier setzen Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) an: Sie können Muster in den Daten identifizieren, die für das menschliche Auge nicht erkennbar sind.

Presentation of the data required for the basic model for early sepsis detection*Darstellung der notwendigen Daten für das Basis-Modell zur Sepsis-Früherkennung; MCV: mean corpuscular volume (Mittleres Erythrozyteneinzelvolumen)

Funktionsweise und Methodik​

Der AMPEL-Algorithmus nutzt labormedizinische Routinedaten, die zu Beginn des stationären Aufenthalts vorliegen. Bereits wenige Parameter aus dem kleinen Blutbild – wie Hämoglobin oder Leukozyten – können frühe Hinweise auf eine beginnende Sepsis liefern.

Das Modell arbeitet in zwei Stufen:

  1. Basis-Modell: Filtert zuverlässig Patient:innen ohne Sepsis heraus.
  2. Standortspezifisches Modell (in Entwicklung): Reduziert unnötige Alarme und passt die Früherkennung an die jeweilige Klinik an.

Ergebnisse

Das Basis-Modell wurde erfolgreich an Daten des Universitätsklinikums Greifswald und des Beth Israel Deaconess Medical Center (Boston, USA) extern validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass KI-gestützte Analysen von Blutbildern ein Sepsis-Screening ermöglichen – ohne zusätzliche Tests und ohne Mehrkosten. Weitere Studien konnten den Algorithmus in seiner methodische Robustheit bestätigen. Zudem wurde die klinische Interpretierbarkeit in unterschiedlichen Szenarien untersucht.

Overview of patient distributions before and after filtering by the AMPEL AI screening. The general basic model can be used to filter the majority of patients without sepsis. In a second step, the site-specific model (under development) reduces unnecessary alarms.​*Übersicht der Patienten-Verteilungen vor und nach Filterung durch das KI-Screening der AMPEL. Durch das allgemeine Basis-Modell kann ein Großteil der Patient:innen ohne Sepsis gefiltert werden. In einem zweiten Schritt reduziert das standortspezifische Modell (in Entwicklung) unnötige Alarme.

Aktueller Stand

Auf Grundlage dieser vielversprechenden Resultate entwickelt die Abteilung MedKIT ​des Universitätsklinikums Leipzig derzeit individuelle, standortspezifische KI-Modelle, die in prospektiven Studien geprüft werden. Ziel ist es, nachzuweisen, dass das Screening nicht nur Diagnosen beschleunigt, sondern auch die Überlebensrate von Sepsis-Patient:innen nachhaltig verbessert.

Interdisziplinäre Kooperation

Der Sepsis-Algorithmus der AMPEL entsteht in enger Zusammenarbeit der Abteilung MedKIT mit nationalen Partnern, wie den Universitätskliniken Dresden und Greifswald, sowie dem Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften in Dortmund. Als Open-Source-Plattform stellt AMPEL die Daten und Algorithmen der wissenschaftlichen Gemeinschaft frei zur Verfügung, um die Patientensicherheit weltweit zu erhöhen. Forschende sind eingeladen, das Projekt zu nutzen, weiterzuentwickeln oder aktiv an der Verbesserung des Modells mitzuwirken.

> Pressemitteilung Sepsis-A​​MPEL (2024)​ 

> Algorithmen​​​​​

Weiterführende Informationen zum Sepsis-Modell

Publikationen:

Daniel Steinbach, Paul C. Ahrens, Maria Schmidt, Martin Federbusch, Lara Heuft, Christoph Lübbert, Matthias Nauck, Matthias Gründling, Berend Isermann, Sebastian Gibb, Thorsten Kaiser (2024): Applying Machine Learning to Blood Count Data Predicts Sepsis with ICU Admission. In Clinical Chemistry. https://doi.org/10.1093/clinchem/hvae001

Daniel Steinbach, Paul Ahrens, Maria Schmidt, Martin Federbusch, Lara Heuft, Christoph Lübbert, Matthias Nauck, Matthias Gründling, Berend Isermann, Sebastian Gibb, Thorsten Kaiser (2023): A machine learning-derived, blood count based algorithm improves prediction of sepsis. In: Journal of Laboratory Medicine, vol. 47, no. 5, 2023. https://doi.org/10.1515/labmed-2023-0101  |  Sepsis Poster DKLM 2023.pdf

Daniel Walke, Daniel Steinbach, Sebastian Gibb, Thorsten Kaiser, Gunter Saake, Paul Ahrens, David Broneske, Robert Heyer (2025): Edges are all you need: Potential of Medical Time Series Analysis with Graph Neural Networks. In PLOS One. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0327636

Daniel Walke, Daniel Steinbach, Thorsten Kaiser, Alexander Schönhuth, Gunter Saake, David Broneske, Robert Heyer, SBC-SHAP: Increasing the Accessibility and Interpretability of Machine Learning Algorithms for Sepsis Prediction, In The Journal of Applied Laboratory Medicine. https://doi.org/10.1093/jalm/jfaf091

Open Source:

https://github.com/ampel-leipzig/sbcmodel

https://github.com/ampel-leipzig/sbcdata


 ​ ​​

Deutscher Platz 5a, 1. OG
04103 Leipzig
Telefon:
0341 - 97 11342
Map