Organtransplantation stellt eines der kritischsten und komplexesten Verfahren der Medizin dar, mit über 150.000 Patienten weltweit, die auf Organe warten, und einem kritischen Mangel an geeigneten Spendern. Das derzeitige System der Organspende leidet unter grundlegenden Herausforderungen: mangelnde Transparenz bei der Organvergabe, fragmentierte Kommunikation zwischen den Beteiligten, Risiko von Organschäden während des Transports, Vorhersage der Abstoßung nach der Transplantation sowie Anfälligkeit für Datenmanipulation und -handel. Dieses Papier stellt eine umfassende KI-Blockchain-integrierte Plattform für das Management von Organspenden vor, die vier Hauptbeteiligte — Spender, Vermittler, Krankenhäuser und Patienten — über eine auf Python Flask basierende Webanwendung verbindet. Das System deckt den vollständigen Lebenszyklus der Organtransplantation ab: Spenderregistrierung und Gesundheitsprofilierung, Organentnahme und -erhaltung, Matching und Zuteilung, Transportverfolgung, Transplantationschirurgie und postoperative Überwachung. Ein neuartiger Beitrag ist das Modul zur Organ-Gesundheitsanalyse (OHA), das Ensemble-Maschinenlernalgorithmen verwendet, um die Organ-Vitalität und die Erfolgwahrscheinlichkeit nach der Transplantation vorherzusagen. Die OHA analysiert 47 klinische Parameter, darunter Demografie des Spenders, medizinische Vorgeschichte, organspezifische Biomarker, Erhaltungsdauer, ischämische Bedingungen und Kompatibilitätsfaktoren des Empfängers. Die experimentelle Bewertung anhand eines Datensatzes von 25.000 Transplantationsaufzeichnungen zeigt, dass der auf XGBoost basierende Prädiktor eine Genauigkeit von 94,7 % bei der Vorhersage des 5-Jahres-Überlebens des Transplantats erreicht, mit einer AUC von 0,976 und einer Sensitivität von 0,953. Die Blockchain-Infrastruktur, implementiert mittels Hyperledger Fabric mit 5 Organisationen und 10 Peers, gewährleistet unveränderliche Prüfpfade, transparente Zuteilung und manipulationsgeschützte Aufzeichnungen mit 99,99 % Datensicherheitsgarantie. Smart Contracts automatisieren den Matching-Prozess basierend auf den UNOS-Kriterien und reduzieren die Zuteilungszeit von Tagen auf Minuten. Die Plattform verarbeitet durchschnittlich 1.500 Transaktionen pro Sekunde mit einer Blockfinalität von 2,3 Sekunden. Ein rollenbasiertes Zugriffskontrollsystem stellt sicher, dass jeder Beteiligte nur autorisierte Daten einsehen kann: Spender kontrollieren ihre medizinischen Informationen, Vermittler verwalten die Logistik der Zuteilung, Krankenhäuser bearbeiten klinische Daten und Patienten verfolgen ihren Status auf der Warteliste. Das System wurde durch eine Pilotimplementation mit drei Partnerkrankenhäusern validiert und zeigte eine 40%ige Reduktion der Organverteilungszeit, eine 60%ige Verbesserung der Datentransparenz und eine 25%ige Steigerung erfolgreicher Transplantationsübereinstimmungen. Diese Arbeit stellt die erste integrierte KI-Blockchain-Lösung für ein durchgängiges Organspenden-Management dar und schließt kritische Lücken in Transparenz, Rückverfolgbarkeit und vorausschauender Gesundheitsanalyse.
P. et al. (Sat,) untersuchten diese Fragestellung.