Rund 50 Millionen Menschen leiden an Epilepsie. Eine neue Studie legt nahe, dass Anfälle mittels KI-Verfahren präzise vorausgesagt werden können. Betroffene hätten so im Vorfeld eines epileptischen Anfalls Zeit, präventive Maßnahmen zu ergreifen.
"Epileptische Anfälle kommen unerwartet. Das hat große psychologische und soziale Auswirkungen für Patienten", sagt Hisham Daoud, der das KI-Verfahren zusammen mit Magdy Bayoumi entwickelte und testete. Die Forscher arbeiten an der University of Louisiana at Lafayette.
Bis zu siebzig Prozent aller Epileptiker können Anfälle mit Medikamenten kontrollieren. Anfälle verlässlich vorauszusagen, würde die Lebensqualität der Patienten verbessern und ihnen ermöglichen, Gegenmaßnahmen zu ergreifen, meint Daoud.
Epileptische Diagnostik mittels EEGs gibt es bereits. Der neue Ansatz der US-Forscher besteht darin, die Messdaten von einer Künstlichen Intelligenz analysieren zu lassen.
Ein Deep-Learning-Algorithmus extrahiert und analysiert laut IEEE Spectrum räumlich-zeitliche Eigenschaften der Hirnaktivität und kommt so zu einer genaueren Prognose. Ein weiterer KI-Algorithmus identifiziert, welche EEG-Signale sich am besten für eine Voraussage eignen.
Epilepsie-Frühwarnsystem in Arbeit
Das KI-Verfahren ermöglicht so am Ende eine genauere und schnellere Prognose als bei bisherigen Methoden, die zweistufig funktionieren: Zuerst werden die Messdaten manuell extrahiert und anschließend mit einem Klassifikationssystem eingeordnet.
Die Forscher trainierten ihr KI-Modell mit Langzeitmessdaten von 22 Patienten eines Kinderkrankenhauses. Das Ergebnis der Studie: Die KI kann Anfälle bis zu eine Stunde vor Auftreten mit einer Genauigkeit von 99,6 Prozent voraussagen.
Um solche Resultate zu erreichen, sind individuelle EEG-Messungen notwendig. Die Forscher sprechen von mehreren Stunden EEG-Überwachung, um den Zeitpunkt eines Anfalls herum sowie während des Anfalls. Die Messungen können außerhalb der Klinik mit handelsüblichen Messgeräten vorgenommen werden.
Da die Arbeit softwareseitig abgeschlossen ist, arbeiten die Forscher nun an einer handlichen, energieeffizienten und schnellen Hardware mit KI-Chip. Das Ziel: Patienten sollen möglichst unkompliziert den ungefähren Zeitpunkt epileptischer Anfälle ermitteln können, um präventiv Medikamente einzunehmen.
Die Studie wurde in der Zeitschrift IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems publiziert und ist im Internet abrufbar.
Quelle: IEEE Spectrum