Computergestützte Therapieplanung von Immunsuppressiva bei Patienten mit Nierentransplantation

Abstract

Für Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz besteht die Möglichkeit, im Rahmen einer Nierentransplantation eine Spenderniere zu erhalten. Nach solch einem Eingriff ist jedoch eine lebenslange Immunsuppressiva-Therapie notwendig. Diese Therapie muss aufwendig durch ein Therapeutic-Drug-Monitoring begleitet werden. Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist es, die zumeist intuitive Therapieplanung zu objektivieren, die Gefahr einer Abstoßungsreaktion zu minimieren und letztendlich auch die Lebensqualität der betroffenen Patienten zu verbessern.<br />Zur Wissensakquisition mittels Datenanalyse wurden Patientenverlaufsdaten der Jahre 1995 bis 2008 der Universitätsklinik für Innere Medizin III - Abteilung für Nephrologie und Dialyse des Allgemeinen Krankenhauses der Stadt Wien (AKH Wien) verwendet. Diese setzen sich aus Patientenstammdaten, Laborparametern und aus verschiedensten verabreichten Medikamenten mit deren Spiegelwerten zusammen. Aus den vorhandenen Immunsuppressiva-Daten wurde das Präparat Prograf, das auf dem Wirkstoff Tacrolimus basiert, ausgewählt, da es sich bei diesem in der Transplantationsmedizin um ein oft verwendetes und in der medizinischen Anwendung erfolgreiches Präparat handelt.<br />In diesen retrospektiven Daten konnte durch den Einsatz eines Regressionsbaumes, der homogene Klassen bildet, das Problem der störenden Korrelation (Confounding) behoben werden. Innerhalb der Klassen wurde das Confounding fast vollständig aufgelöst, und es konnten Modelle gebildet werden, die den Spiegelwert des Präparates für die nächste Visite vorhersagen. Diese Modelle wurden zur Erstellung einer Wissensbasis für ein Clinical Decision Support System (CDSS) herangezogen.<br />Im Zuge des neuen Allgemeines-Krankenhaus-Informations-Management (AKIM) des AKH Wien wird eine Expertensystemplattform geschaffen, welche es ermöglicht dieses CDSS in AKIM zu integrieren, dem Kliniker anzubieten und ihn dadurch bei der Immunsuppressiva-Therapie seines Patienten zu unterstützen.<br />

Through kidney transplantation, it is possible that patients with chronic kidney insufficiency receive a donor kidney. Because of this surgical intervention, a lifelong immunosuppressive therapy is necessary. This therapy needs extensive therapeutic drug monitoring. The goal of this thesis is to objectify the mostly intuitionally-carried out therapy planning, tominimize the danger of rejection reaction, and-last but not least-to enhance the quality of life of the patients.<br />For knowledge acquisition, historical patient data from 1995 to 2008 from the Department of Medicine III - Division of Nephrology and Dialysis of the Vienna General Hospital were used. The data include patient personal data, laboratory parameters and various drugs administered with their corresponding drug levels. Prograf, with the agent Tacrolimus, was chosen from the available immunosuppressive drugs, since it is a frequently used and an effective, widely-used drug in transplantation therapy.<br />By applying a regression tree, the problem of the disturbing correlation (confounding), which is a common problem in retrospective data analysis, could be solved through creating homogeneous groups of data. Models were generated for these groups that can predict the level of the drug concentration for the next ward round. A knowledge base was developed on the basis of the determined models, which is used within a clinical decision support system (CDSS) for tacrolimus therapy planning.<br />In the context of the new Allgemeines-Krankenhaus-Informations-Management (AKIM) of the Vienna General Hospital a platform for the development of medical expert and knowledge-based systems has been developed. This allows the integration of this specific CDSS into AKIM, where it will assist the clinicians in immunosuppressive therapy.