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1,5 Millionen Euro für Essener Forschungsprojekt: KI-Frühwarnsystem soll Infektionsausbrüche in Krankenhäusern vorhersagen

Logo Medizinische Fakultät Uni Duisburg-Essen
Porträt eines Mannes mittleren Alters mit kurzen braunen Haaren und rechteckiger Brille. Er trägt ein hellblaues Hemd und ein dunkles Sakko und blickt mit leichtem, neutralem Lächeln direkt in die Kamera. Die Aufnahme ist von der Brust aufwärts fotografiert. Im Hintergrund ist unscharf ein heller Krankenhaus- oder Laborflur mit weißen Wänden und medizinischen Geräten zu erkennen.
Prof. Dr. Jan Buer, Dekan der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen und Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie © Martin Kaiser, UK Essen
Porträt eines älteren Mannes mit Glatze und kurzem weißem Bart. Er trägt einen dunklen Anzug, ein helles Hemd und eine orangefarbene Krawatte und steht leicht seitlich zur Kamera, die Hände locker vor dem Körper gefaltet. Sein Gesicht zeigt einen ruhigen, freundlichen Ausdruck. Im Hintergrund ist unscharf eine moderne Glas- und Stahlarchitektur zu sehen, vermutlich ein Innen- oder Eingangsbereich eines größeren Gebäudes.
Prof. Dr. Dr. h. c. Martin Exner, Präsident der Deutschen Gesellschaft für Krankenhaushygiene (DGKH) © DGKH 2024
Logo des BMFTR mit dem Zusatz „Gefördert durch“
Liniendiagramm mit dem Titel „OZII – Bakterielle Isolate im Abwasser“. Auf der horizontalen Achse sind Zeitpunkte von Januar 2024 bis Januar 2025 dargestellt, auf der vertikalen Achse die Menge in „Kopien pro Million“ auf logarithmischer Skala. Vier Datensätze werden gezeigt: eine blaue Linie für „Referenz“, eine rote Linie für „Isolat 1“, eine grüne Linie für „Isolat 2“ sowie eine blau schattierte Fläche für „Kaiju (Gattung)“. Die rote Kurve liegt meist deutlich über den anderen und zeigt mehrere starke Ausschläge, besonders einen sehr hohen Peak im August 2024. Die grüne und die blaue Linie verlaufen deutlich niedriger mit kleineren Schwankungen im Jahresverlauf. Die schattierte Fläche folgt einem ähnlichen Verlauf wie die Referenzwerte und nimmt im Herbst 2024 vorübergehend zu.
Abbildung: Anzahl von Bakterien dreier Spezies (Referenz, Isolat 1 und 2), die im Abwasser vom OZII am UK Essen im Laufe eines Jahres gefunden wurden © 2026 Alexander Thomas, Universitätsmedizin Essen
Infografik, die den Ablauf eines Überwachungssystems für bakterielle Erreger zeigt. Links sind drei Quellen dargestellt: Trinkwasser, Patientenisolate aus einem Krankenhaus und Abwasser. Aus dem Trinkwasser werden Proben von Zuläufen entnommen, anschließend kultiviert und als Isolate gewonnen. Aus dem Krankenhaus stammen Patientenproben, die ebenfalls kultiviert und zu Isolaten aufbereitet werden. Aus dem Abwasser werden Gebäude- und Sammelproben entnommen. Alle drei Probenströme führen zur Sequenzierung, bei der Genome und Metagenome analysiert werden. Rechts folgt die bioinformatische Auswertung mit künstlicher Intelligenz. Das Ergebnis ist ein Frühwarnsystem zur Erkennung und Überwachung von Krankheitserregern.
Abbildung: Übersicht Projekt „VaSequIs“ © 2026 Alexander Thomas, Universitätsmedizin Essen

1,5 Millionen Euro für Forschungsprojekt „VaSequIs“

Mit Künstlicher Intelligenz und der Analyse von Patienten-, Trink- und Abwasserproben entwickeln Forschende der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen ein Frühwarnsystem: Es soll Infektionsausbrüche in Krankenhäusern schneller erkennen und die Sicherheit von Patient:innen erhöhen. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt fördert das im Februar gestartete Projekt VaSequIs* für 14 Monate mit über 1,5 Millionen Euro.

Um Infektionsgeschehen frühzeitig zu erkennen und besser zu verstehen, entwickelt das interdisziplinäre Forschungsteam im Projekt VaSequIs ein System für vergleichende Untersuchungen von Proben aus der Patientenversorgung sowie solchen, die sie an den kritischen Stellen zwischen öffentlicher Wasserversorgung, Universitätsklinikum Essen (UK Essen) und dem Abwassernetz gewinnen. So wollen sie nachvollziehen, welche und wie viele Krankheitserreger vorherrschen, um mögliche Infektionsausbrüche zu erkennen und zu verhindern. Prof. Dr. Jan Buer, Dekan der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE) und Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie, und Prof. Dr. Martin Exner, Präsident der Deutschen Gesellschaft für Krankenhaushygiene, leiten das Projekt. Beteiligte Wissenschaftler der UDE sind zudem aus dem Institut für Künstliche Intelligenz in der Medizin (Prof. Dr. Folker Meyer), aus der Krankenhaushygiene (Dr. Robin Otchwemah) sowie dem Institut für Medizinische Mikrobiologie (PD Dr. Jan Kehrmann).

Schutzschirm für Patient:innen

Als erstes Krankenhaus setzt das UK Essen automatische Probennehmer ein, die über speziell gefertigte Rohradapter 24 Stunden täglich Abwasserproben hygienisch entnehmen. Anschließend werden die Proben molekularbiologisch analysiert und genomsequenziert. „Diese Kombination aus etablierter Analytik und modernen molekularen Verfahren bildet die Grundlage dieses wichtigen Projekts, das als interprofessionelle und interdisziplinäre Kooperation von Wissenschaft und Praxis überzeugt“, erklärt Prof. Buer. So können die Wissenschaftler:innen präzise bestimmen, welche Krankheitserreger in den Proben sind und in welcher Menge. Darauf aufbauend erstellen sie Zeitreihen und entwickeln KI-Vorhersagen, um mögliche Infektionsausbrüche frühzeitig zu erkennen und der Krankenhaushygiene im Idealfall rechtzeitig Hinweise zur Verhinderung von Ausbrüchen zu geben. Damit schafft „VaSequIs“ eine wissenschaftliche Grundlage für ein ganzheitliches Monitoring zur Stärkung der Sicherheit für Patient:innen.

Ergänzt wird das Forschungsteam durch HYGIUM – Zentrum für Hygiene und Umweltmedizin GmbH aus Köln, das mit seiner Expertise für den Transfer der gewonnenen Erkenntnisse in die praktische Anwendung sorgt. „Dieses Projekt, in das etablierte mikrobiologische und epidemiologische Methoden sowie molekularbiologische Untersuchungen und moderne KI-Methoden einfließen, stellt eine signifikante Erweiterung des Methodenportfolios für den Schutz der Patientinnen und Patienten vor Infektionen dar“, fasst Prof. Exner zusammen.

* VaSequIs= Validierung von Verfahren zur Sequenzierung von Isolaten aus Patienten-, Trinkwasser- und Abwasserproben zur Bestimmung der infektionsepidemiologischen Bedeutung und hierauf basierender Regulierung

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Jan Buer, Dekan der Medizinischen Fakultät, Tel. 0201/723-4695, jan.buer@uk-essen.de

Prof. Dr. Martin Exner, Präsident der Deutschen Gesellschaft für Krankenhaushygiene, m.exner@uni-bonn.de

Redaktion: Marie-Christine Sassenberg, Tel. 0201/723-6329, marie-christine.sassenberg@uk-essen.de

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