Automatische Erkennung epileptischer Anfälle

Entgeltliche Einschaltung
AIT-Innovation EpiScan
Automatische Erkennung epileptischer Anfälle
Das vom AIT * entwickelte Softwaresystem EpiScan erkennt epileptische Anfälle bereits beim Auftreten und ist
dank der hohen Trefferquote das erste System, das für den klinischen Einsatz geeignet ist. Zudem kann die
EEG-Auswertung durch die automatische Analyse verbessert und ökonomisiert werden. Redaktion: Maria Uhl
Bei Epilepsie sind für eine genaue Diagnosestellung in vielen Fällen
EEG-Langzeitableitungen erforderlich. Einerseits ist das EEG zur
Abgrenzung epileptischer von nichtepileptischen Anfällen wichtig,
andererseits kann das EEG auch entscheidend für die Zuordnung
zu einer bestimmten Epilepsieform und die genaue Lokalisation des
betroffenen Hirnareals sein. Dies ist besonders bei einem geplanten
epilepsiechirurgischen Eingriff von Bedeutung, da die Möglichkeit
einer Operation von der Lokalisation des dem epileptischen Anfalls
zugrunde liegenden Hirnareals abhängt. Die für die prächirurgische
Abklärung notwendigen EEG-Langzeitableitungen von bis zu einer
Woche mussten bisher manuell/visuell analysiert werden. Ein Verfahren, das bei den großen Datenmengen sehr zeitaufwendig und
auch fehleranfällig ist. Allein die Datenauswertung von 24 Stunden
nimmt rund 2 bis 3 Stunden in Anspruch und erfordert viel Erfahrung sowie eine hohe Konzentration, um nicht Anfälle zu übersehen.
Schnellere Diagnose
Von Experten des AIT Safety & Security Department wurde nun in
enger Zusammenarbeit mit Prim. Univ.-Prof. DI Dr. Christoph Baumgartner, Neurologisches Zentrum Rosenhügel im Krankenhaus
Hietzing, mit „EpiScan“ eine weltweit einzigartige Technologie
entwickelt, die es erstmals ermöglicht, epileptische Anfälle bereits
zum Zeitpunkt des Auftretens automatisch zu erkennen und im
Echtzeitbetrieb das medizinische Personal zu alarmieren. Die ständige, Tag und Nacht gleichbleibende Überwachung erhöht die Sicherheit für die Patienten und verbessert die Diagnostik, da neuropsychologische Untersuchungen bereits während des Anfalls
durchgeführt werden können. Gleichzeitig wird der Analyseprozess
mithilfe der Software EpiScan erheblich beschleunigt, wie Dr. Tilmann Kluge, Leiter der AIT-Forschungsgruppe „Advanced Algorithms for Brain Signal Analysis“, ausführt: „Die Software, die
verschiedene epilepsietypische Muster im EEG erkennt, führt zu
einer Objektivierung der Datenanalyse und erleichtert die Befundung. Der Neurologe bekommt eine Liste von Zeitpunkten, wo das
System annimmt, dass eine pathologische Aktivität vorliegt, die er
durchsehen muss, ob es sich tatsächlich um einen Anfall gehandelt
hat oder nicht. Er kann sich somit auf die relevanten EEG-Abschnitte konzentrieren.“
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Zuverlässige Anfallserkennung
Die Software erlaubt eine zuverlässige Anfallserkennung mit einer
geringen Fehleralarmquote. Untersuchungen zeigen laut Kluge bei
Temporallappenepilepsien eine durchschnittliche Sensitivität von
80–90 %. Wird das gesamte Patientenkollektiv einer EpilepsieMonitoring-Unit mit allen speziellen Fällen und seltenen Epilepsieformen inkludiert, reduziert sich die Sensitivität auf 78 % bzw. – wie
in einer laufenden niederländischen Studie – auf 81 %. Der mittlere Zeitraum bis zu einem Fehlalarm liegt bei 3 bis 4 Stunden.
Das System wurde an sehr großen Datenmengen von mehr als
30.000 EEG-Stunden entwickelt und getestet, um eine breite Basis
für statistische Verfahren und Algorithmen zu haben. „Um das
komplexe EEG-Signal auch mathematisch-technisch am Computer
fassen zu können, war eine Entwicklungszeit von einigen Jahren
notwendig. Wesentlich schwieriger als das Erkennen von Anfällen
war die Unterscheidung von Fehlalarmen. Muskelbewegungen, wie
z. B. Augenzwinkern, sind ja rhythmische Aktivitäten, die sich als
starke rhythmische Signale im EEG zeigen“, so der Experte. Außerdem sei das EEG von Mensch zu Mensch sehr verschieden. Das
System versuche automatisch zu bestimmen, was ein normales EEG
des jeweiligen Patienten ist und fange darüber hinaus noch bestimmte Tag-Nacht-Schwankungen ab. Erst durch diesen entscheidenden Schritt sei die geringe Fehlalarmquote möglich geworden.
Im Neurologischen Zentrum Rosenhügel des Krankenhauses Hietzing
und im Allgemeinen Krankenhaus Wien laufen derzeit klinische
Studien mit dem EpiScan, die demnächst abgeschlossen werden.
„Die bisherigen Ergebnisse sind sehr positiv und bestätigen auch
im klinischen Einsatz die bisherigen Erfahrungen aus unserem
Datenpool von ca. 30.000 EEG-Stunden bezüglich Sensitivität und
Fehlalarmrate“, so Kluge.
EpiScan lässt sich dank offener Schnittstellen in die verschiedenen
EEG-Systeme integrieren. Neben dem Einsatz in spezialisierten
Epilepsiezentren könnte die Software vor allem auch in allgemeinen
neurologischen Abteilungen Vorteile bringen, meinte Kluge, denn
gerade in kleineren Häusern fehle es oft an Personal für die
¢
24-Stunden-Ableitung zur Epilepsieabklärung. *AIT:
Austrian Institute of Technology