00:00:00: Das heißt, das EG ist eigentlich normal und dann plötzlich geht es los.

00:00:04: Es ist eines der schlimmsten Dinge, dass ein Anfall eben passiert ohne dass man vorher irgendwie was merkt.

00:00:11: Es gibt sicher Trigger für epileptische Anfälle.

00:00:14: Grobe Trigger sind Schlafentzug- und natürlich Drogenkonsum.

00:00:18: Ich glaube, dass Foundation Modelle die vor trainiert super sinnvoll sind weil ja die Anwendbarkeit so vielfältig ist.

00:00:24: Es gibts auch implantierbare Systeme sag ich mal die Haut, die letztendlich wearables sind.

00:00:32: Es gibt aber auch beispielsweise Systeme, die sogar schon über Smartphones oder Smartwatches funktionieren.

00:00:39: Das ist so eine Anwendung von KI-Tools, die im Alltag passieren kann.

00:00:45: In der Klinik sind es andere Methoden, die man dann einsetzt.

00:00:53: Hallo und herzlich willkommen zu einer neuen Folge Doktomet KI AI and Brain Health.

00:00:58: Mein Name ist Kerstin Ritter, ich freue mich sehr dass Frau Dr.

00:01:01: Stefane Liebe heute hier ist.

00:01:03: wir wollen über die neurologische Erkrankung Epilepsie sprechen und wie KI in der Diagnostik aber auch eine Prediktion von epileptischen Anfällen hilfreich sein kann.

00:01:13: Steffi freu mich sehr das du da bist.

00:01:15: magst du dich vielleicht kurz vorstellen?

00:01:17: Hallo Kerstin, vielen Dank für die kurze Einführung.

00:01:20: Ja mein Name ist Stephanie.

00:01:21: Lieber hast du schon gesagt ich bin Ärztin hier am Krankenhaus im Universitätskrankenhaus in Tübingen in der Abteilung von Neurologie mit Schwerpunkt Epileptologie.

00:01:30: Ich bin auch ausgebildete Psychologin und Neurowissenschaftlerin Und leite ein kleines Forschungsteam indem wir uns mit Fragen den Neure Wissenschaften insbesondere im Bereich der Epilepsie befassen und insbesondere auch damit wie Moderne KI und Machine Learning Tools uns helfen können, als Klinikerinnen uns besser mit Epilepsie auszukennen.

00:01:55: Und auch den letztendlich Patienten zu helfen.

00:01:58: Ja vielen Dank sehr spannend.

00:01:59: Vielleicht fangen wir direkt an mit.

00:02:01: was für eine Erkrankung ist Epilepsy?

00:02:03: Was kann man dazu sagen?

00:02:05: Epilepsie ist eine Erkrankung des Gehirns, es ist eine relativ häufige Erkrankung.

00:02:09: Man muss durchaus unterscheiden zwischen epileptischen Anfällen die letztendlich ungefähr zehn Prozent der Bevölkerung einmal in ihrem Leben bekommen kann und der chronischen Erkrankung der Epilepsy bei der das Gehirn letztendling eine überdauernde Disposition oder Veranlagungen dazu hat, epileptische Augenfälle auszubilden.

00:02:30: Die Lebenszeitprävalenz dafür liegt bei ungefähr ein Prozent ist vergleichbar mit Beispiel der Schizophrenie.

00:02:37: oder anderen neuropsychiatrischen Störungen.

00:02:40: Die Epilepsie im Sinne einer chronischen Erkrankung ist tatsächlich so, dass man sie aktuell zumindest in den seltensten Fällen heilen kann.

00:02:48: Kann aber ein Zweidrittel der Patienten ganz gut medikamentös kontrolliert werden sodass eben keine Anfälle entstehen.

00:02:55: In ein Drittel der Fälle sagt man so grob ist die Epilepsy medikamenteus schwer behandelbar und dann gibt es aber alternative Methoden bzw.

00:03:03: Behandlungsmöglichkeiten über die man mit den Patienten spricht.

00:03:07: Und in welchem Alter tritt die Epilepsie im Allgemeinen auf?

00:03:10: Man kann ungefähr sagen, es gibt zwei große Häufigkeiten.

00:03:14: Letztendlich gibt es Säuglings- bzw.

00:03:17: frühen Kindesalter.

00:03:19: so eine Erhöhung der Rate der neu diagnostizierten Epilepsin gehen in der Regel mit genetischen Veränderungen ein, sind sogenannte genetische Epilepsien am ehesten.

00:03:31: Dann über den Altersverlauf hinweg des mittleren Erwachsenenalters ist die Diagnostizierungsrate oder die Rate mit der Epilepsydiagnostiziert wird eben nicht so hoch.

00:03:41: und dann aber steigt tatsächlich die Neu-Diagnostik einer Epilebsie wieder mit höherem Alter an.

00:03:48: Das hat auch andere Gründe, sag ich mal als die frühen oder säuglings- und kindesbezogenen Epilepsien.

00:03:53: Die sind eher Gründe mit der Veränderung des Gehirns einhergehen aufgrund von Entzündungen Schlaganfällen letztendlich aber allen sogenannten Traumata, aber auch Tumoren, die das Gehirngewebe so verändern dass es zu einer höheren Erregbarkeit kommt und dadurch sich verstärkt an epileptische Anfälle ausbilden können.

00:04:12: Was passiert eigentlich im Gehirne während eines epileptischen Anfalls?

00:04:16: Was ganz genau auf mechanistisch oder cellulärer Ebene zwischen unseren einzelnen Nervenzellen passiert, ist noch gar nicht so ganz geklärt.

00:04:24: Letztendlich kann man sich aber so vorstellen dass das Gehirngewebe eine sehr fein und systematische aufgebaute Struktur ist in der verschiedene Nervenzahl verbünde und Netzwerke miteinander sehr... zeitlich koordiniert kommunizieren und Signale schicken, kommt es zu einem epileptischen Anfall ist dieses Gleichgewicht im Prinzip gestört.

00:04:44: Und die Kommunikation gestört.

00:04:46: letztendlich geht man schon davon aus dass auf einmal oder wie gesagt die ganz genauen Ursachen dieses Anfangs sind noch nicht so ganz geklärt aber es kommt zu einer Übererregbarkeit oder eine Übererregerung des Gewebes Und eine Ausbildung von sogenannten Übererregungspotenzialen oder elektrischen Schwingungen im Gehirn, die ausufern und eben auf das ganze Gehirnen übergreifen können.

00:05:10: Die fangen beispielsweise bei Epilepsien, die von bestimmten strukturellen Veränderungen an bestimmten Orten im Gehörenausgehen sehr lokal an in einem bestimmten Teil des Gehirns und können dann übergreifend auf das gesamte Gehirne.

00:05:22: Und wie fühlt sich so ein epileptischer Anfall an oder wie äußert er sich klinisch?

00:05:27: Es gibt sehr unterschiedliche Formen, wie sich epileptische Anfälle äußern.

00:05:32: Das Schöne am Gehirn ist ja dass wir allerdings sehr gut darüber Bescheid wissen welche Gehirnariale sich für welche Funktionen, sag ich mal besonders verantwortlich fühlen und da herausgebildet haben.

00:05:43: So ist es auch ähnlich in der Epilepsie.

00:05:46: insbesondere bei sogenannten Fokalenepilepsien wo eben Anfälle in einem bestimmten Teil des Gehirns entstehen wissen wir dass sich die Phänomene im Verhalten aber auch in der Wahrnehmung der Patienten widerspiegeln in den tatsächlich veranlagten Funktionens die sowieso an diesen Teilen das Gehirn gibt.

00:06:04: Ein sehr, sehr schönes Beispiel ist eine sogenannte Temporalappen-Epilepsie die sich ganz klassischerweise in den Bereichen des medialen Temporallappen ausbreitet beispielsweise im Hippocampus.

00:06:16: Gehirnstruktur ist auch besonders anfällig dafür und da zeigen Patienten sehr, sehr stereotypisch verhalten.

00:06:23: Beispielsweise so genannte orale Automatismen.

00:06:26: Das äußert sich dann als Schmatzen oder Kaubewegungen aber auch beispielsweise Stereotypes-Reiben des Bauches dabei.

00:06:35: Epilepsien gehen in der Regel dann auch mit Bewusstseins- und Wahrnehmungsveränderungen einher.

00:06:40: Und hier sind Beispiele für Temporalapenepilepsin, dass man sogenannte Dijavueerlebnisse hat, insbesondere von etwas, wo man felsenfest davon überzeugt bis das schon mal erlebt hat was aber da gar nicht so ist.

00:06:53: es gibt aber auch das Gefühl einer sogenannten epigastrischen Aura nennen wird es.

00:06:58: Das heißt ein ganz kurzes aufsteigendes Ploppunwohlgefühl im Bauch, das sich also ganz plötzlich ausbracht.

00:07:05: Ja, und so gibt es für verschiedene Typen von Epilepsien sehr unterschiedliche aber charakteristische Eigenschaften in der sogenannten Phänomenologie.

00:07:13: Das heißt also beobachtbare Verhaltensveränderungen, aber auch widergebbare durch die Patienten teils erinnerliche oder teils nicht-erinnerliche Veränderung in der Wahrnehmung.

00:07:23: Hat das gerade die Aura angesprochen?

00:07:25: Wenn Patienten merken dass sich einen Anfall anbahnt können sie dann noch irgendwas tun um den zu verhindern?

00:07:30: oder ist das dann quasi ein Automatismus?

00:07:33: In der Regel gehen wir schon davon aus, dass wenn ein epileptischer Anfall angefangen hat das er dann nicht mehr kontrollierbar ist oder bewusst steuerbar ist von der Person selber die ihn erlebt.

00:07:44: Auren können ganz alleine existieren.

00:07:46: Die sind dann teilweise nur fünf bis zehn Sekunden lang aber in dem Moment beispielsweise wo auch eine gewisse Bewusstseinsveränderung eintritt kann der Patient oder die Patientin diesen Anfall letztendlich nicht mehr stoppen.

00:07:59: und wie wird epilepsy diagnostiziert?

00:08:02: Genau, also Epilepsie wird aufgrund von ganz vielen verschiedenen Informationen, die wir zur Verfügung haben durch die Patienten diagnostiziert.

00:08:11: Zwei wesentliche Säulen der Epilepsy-Diagnostik sind zum einen die typischen Veränderungen im Gehirn, die sich durch das EEG, also die Elektroencephalografie messen lassen durch erfahrene Kliniker erkennen lassen.

00:08:24: Hier zeigen sich wie gesagt ganz charakteristische Veränderungen.

00:08:27: nicht nur während eines Anfalls, sondern auch zwischen den Anfällen sind die EEG-Wählen, sag ich mal verändert in besonderer Weise.

00:08:34: Die zweite Säule sind sicherlich auch Bildgebungsdaten des Gehirns.

00:08:39: also ich hatte ja schon angedeutet insbesondere bei Epilepsien des Erwachsenen und späteren Erwachsendenalters strukturelle Veränderungen im Gehirn, beispielsweise nach einem Schlaganfall dafür verantwortlich oder aber auch Tumore.

00:08:52: Das bedeutet es gehört zu einer Diagnostik immer auch eine Bildgebung ein struktures MRT das Gehirns dazu auf dem dann diese sogenannten potenziell epileptogenen Lesionen durch Neuroradiologen erkannt werden.

00:09:04: Aber eine wichtige und sehr, sehr wesentliche Säule insbesondere wenn man noch gar keine, sag ich mal technische Diagnostik hat sind natürlich die Symptombeschreibungen der Patienten selber.

00:09:16: Die Anamnese des Patienten oder der Patientin.

00:09:18: dazu gehören ganz klar die Erfahrungen, die sie machen also eine ganz plötzliche Veränderung im Verhalten oder eine ganz plötzlicher Wahrnehmung aber natürlich auch so Sachen wie was ist die Familie?

00:09:28: Geschichte.

00:09:30: Der Patienten.

00:09:31: gibt es irgendwelche Risikofaktoren in der Kindheit, beispielsweise eben Trauma oder Fiebergrempfe bei jüngeren Alter.

00:09:39: Das muss alles erfragt werden in einer sogenannten Anamnese und diese Informationen die die Patienten uns letztendlich ganz am Anfang liefern sind auch sehr wesentlich.

00:09:49: Man kann also die Diagnose einer Epilepsie aufgrund einer klinischen Einschätzung treffen.

00:09:55: Und die Patienten, die kommen haben sie dann oft schon selber ein Gefühl dafür?

00:09:59: ein epileptischer Anfall, weil es eben so typische Zeichen gibt?

00:10:03: oder sind sie dann völlig überrascht?

00:10:05: Was kann das sein, was kann es gewesen sein?

00:10:07: Also in der Regel nicht.

00:10:09: Meine Erfahrung nach ich habe auch bei uns hier im Universitätskrankenhaus viele Patienten für eine Erstdiagnose einer Epilepsie gesehen.

00:10:17: Es gibt natürlich ganz klassische anepeleptische Anfälle die sich sage ich mal im allgemeinen Sprachgebrauch auch umsprechen die Symptome dafür so ein ganz klassischer wir nennen das generalisiert tonisch-klonischer Anfall bei dem einen Bewusstseinsverlust entsteht die Patienten hinfallen letztendlich zuckungen, rhythmische Zuckungen ausbilden.

00:10:37: Ganz charakteristische Merkmale haben.

00:10:40: aber wie ich vorhin gesagt habe epileptische Anfälle sind sehr vielseitig und bilden sich teilweise nur in ganz kurzen Wahrnehmungsänderungen aus und deswegen ist meine Erfahrung nach insbesondere um die Vielseitigkeit sag' ich mal abzudecken.

00:10:53: dazu gibt es nicht soviel Wissen bei den Patienten selber und deswegen kommen sie tatsächlich mit einer sehr offenen Fragestellung

00:11:01: Und ist es wichtig, die Epilepsie immer zu behandeln?

00:11:04: oder könnte man auch sagen bei leichteren Fällen wo man jetzt nicht hinfällt dass man das einfach so akzeptiert wie wie es da die herangehensweise.

00:11:12: Also natürlich beachten wir auch immer den Schweregrad der Epilepsie, wenn wir uns überlegen ob wir die Epilepsy behandeln.

00:11:20: In der Regel ist es durchaus so dass epileptische Anfälle aufgrund der Veränderung nicht Steuerbarkeit und vor allem insbesondere der Unvorhersehbarkeit epileptischen Anfällen in der Behandlung bedürfen.

00:11:33: Patienten entscheiden sich aber durchaus auch, wenn sie nur kleine Auren haben und immer noch bei Bewusstsein sozusagen sind.

00:11:41: Teilweise diese Epilepsie nicht zu behandeln ist aber die Seltenheit.

00:11:44: Wir empfehlen in der Regel eine Behandlung einfach aufgrund der Tatsache.

00:11:50: Unterbrechung des alltäglichen Lebens ist so ein epileptischer Anfall, insbesondere wenn er mit einer möglichen Brusteinsstörung einhergeht.

00:11:57: Da gibt es ja Gefahren die davon ausgehen auf der Arbeit oder beim Autofahren gerade vor denen man die Patienten schützen muss aber auch andere natürlich in der Situation.

00:12:07: und es gibt auch Gefahren eben von großen Anfällen die ausgehen können über die wie die Patienten dann durchaus informieren.

00:12:13: beispielsweise hat man einen Anfall den man nicht kontrollieren kann im Wasser dann gibt es durchaus immer noch Ertrinkungsanfälle sozusagen.

00:12:20: Oder es gibt aber auch beispielsweise so was wie den Sudden Death in Epilepsy, der insbesondere wenn man nächtliche große Anfälle hat einfach mit dem Tod hergehen kann.

00:12:30: Wir plädieren daher in der Regel für eine Behandlung.

00:12:33: Und du meinest bei zwei Drittel helfen Medikamente und bei einem Drittel nicht?

00:12:37: Kann man sagen wann die Medikamente helfen und wann nicht?

00:12:41: Ja also man hat schon ... Erfahrungswerte dahin gehen, dass man sagt okay diese Epilepsien sind eher behandelbar als andere.

00:12:50: Manche Epileppsien tatsächlich wachsen sich in Anführungszeichen sogar aus.

00:12:54: das sind sogenannte benigene Epilepsin der Kindheit.

00:12:58: Tatsächlich bei den erwachsenden Epilebsi oder werden die im Erwachsenenalter behandelt ist diese Vorhersage nicht ganz so einfach muss man sagen.

00:13:07: Von daher gehen wir da noch viel danach, dass wir behandeln und dann einen Beobachtungszeitraum haben in dem wir den Behandlungserfolg auch wirklich rückmelden lassen und messen beispielsweise mit Anfallstagebüchern und das wirklich gut begleiten.

00:13:23: Und dann entscheiden können eben, okay hat das Medikament angeschlagen.

00:13:27: was ich noch nicht gesprochen hatte natürlich sind Nebenwirkungen also Medikamente müssen auch toleriert werden.

00:13:33: Das monitorn wir auch und schauen uns auch an.

00:13:36: aber so ganz eindeutig vorher sagen wann ein Medikament wirkt kann man bei der Mehrzahl der Epilepsien tatsächlich nicht insbesondere im Erwachsenenalter.

00:13:45: Ja, wir wollten ja auch über Anwendungen von KI in dem Bereich sprechen.

00:13:49: Jetzt sind wir gerade bei Behandlungserfolg.

00:13:51: Könntest du dir vorstellen dass man KI nutzen kann um den Behandlungserfolg vorher zu sagen?

00:13:56: Oder ist eher die Diagnostik der Plypsie der erste Schritt?

00:14:02: Also aufgrund meiner eigenen Forschungstätigkeit bin ich eher an der Diagnostik interessiert.

00:14:08: Ich weiß allerdings auch, dass man durchaus KI-Tools für Behandlungsstrategie benutzen kann insbesondere... zum Testen von Strategien für personifizierte, sage ich mal medikamentöse Ansätze gerade was genetische Epilepsien angeht beispielsweise.

00:14:26: Da gibt es auch viele Entwicklungen in der letzten Zeit, was ich persönlich aber wirklich sehr spannend finde sind diagnostischer Anwendungen weil sie meiner Meinung nach sehr weit aussuchfern sind und letztendlich jeder am Anfang eine Diagnostik braucht.

00:14:42: Und ganz am Anfang steht eben die Frage, ist es überhaupt ein Epilepsie, die dahintersteht an diesen plötzlichen Verhaltensveränderungen oder Wahrnehmungsveränderung, die aufgetreten sind?

00:14:54: Und entlang dieser diagnostischen Kette, nachdem beispielsweise die Diagnose an Epilepsie gemacht wurde stehen natürlich ganz viele andere tolle Anwendungen von KI-Tools, die entweder bei der weiteren Diagnostik helfen oder eben auch im therapeutischen Management.

00:15:10: Wie können denn KI Algorithmen konkret eingesetzt werden?

00:15:13: Also dort ist ja gesagt, die Anamnesedaten, die klinischen Daten sind schon relativ aussagekräftig aber es gibt eben auch EEG-Daten und andere Daten.

00:15:21: Was ist so der erste Ansatzpunkt hier?

00:15:25: Die KI-Tools sind genau wie die Daten, die wir von den Patienten bekommen.

00:15:29: Sehr vielfältig eingesetzt werden die traditionell oder wurden sie traditionell würde ich sagen vor allem für EEG-Analyse.

00:15:37: Hier sind zwei diagnostische Aufgaben sehr relevant.

00:15:41: das eine ist natürlich einen epileptischen Anfall zu entdecken also Sieger Detection sozusagen.

00:15:46: da kann man durchaus automatisierte auf Time Series Data oder EEG eben anwendbare große künstliche neuronale Netzwerke benutzen, um epileptische Anfälle zu entdecken im EEG.

00:16:00: oder aber auch Veränderungen, die typisch sind im EEG.

00:16:03: Die zwischen den Anfällen auftreten, die einen Rückschluss dann auch geben auf die Arte-Epilepsie.

00:16:09: Genetische Epilepsien haben andere Signaturen im EEGE eben als Fokaleepilepsin.

00:16:14: Fokalepilepsin haben zusätzlich natürlich noch das Merkmal dass sie eben fokal sind.

00:16:19: Das heißt man an bestimmten Elektroden oder Stellen im Gehirn auftrehten.

00:16:22: Aber natürlich ist der Heilige Grail immer noch the seizure prediction.

00:16:28: Vorhersagbarkeit eines Anfalls und das ist natürlich immer noch sehr, sehr schwierig.

00:16:34: Selbst mit modernen, sag ich mal neuronalen Netzen oder Algorithmen auf EEG an Daten angewendet, ist man im Moment nicht in der Lage, sehr viel vorher bevor ein Anfall entsteht einen Anfall tatsächlich vorher zu sagen.

00:16:49: Und dass es eines der schlimmsten Dinge, dass den Anfall eben passiert ohne dass man vorher irgendwie was merkt und einfach so entstehen kann.

00:16:58: Ganz kurz, wenn man so einen Anfall vorhersagen will.

00:17:00: Man hat dann EEG und dann möchte man am liebsten schon eine Stunde bevor der Anfall auftritt das Vorhersage?

00:17:07: Ja also ne Minute wäre auch schon toll!

00:17:10: Also das EEG ist eigentlich normal und dann plötzlich geht es los und dann ist es aber eigentlich schon im Anfall drin.

00:17:19: Gerade die normalen herkömmlichen EEG-Elektroden, die man auf dem Kopf hat.

00:17:23: Also man braucht ja immer einige, die entdecken in der Regel ein Anfallsgeschehen später als der Anfall tatsächlich im Gehirn passiert oder viele Anfälle sind in der Tiefe unter der Oberfläche der Haut und des Kopfes und des Schädels schon am Gange.

00:17:39: Und man weiß, die entstehen erst danach.

00:17:42: Das weiß man aus Messungen, die auch im Gehören gemacht werden bei Epilepsiepatienten.

00:17:46: letztendlich Und eine Minute vorher wäre schon ganz gut für die Patienten, um sich beispielsweise in der Schutzhaltung zu begeben.

00:17:53: Wenn Sie wissen, dass sie hinfallen dann letztendlich oder aufzuhören was sie gerade machen beispielsweise irgendwie in einer Küche an einem heißen Herd stehen oder so?

00:18:00: Aber das wär ja dann vor allem auch dann sinnvoll wenn gerade EEG-Messungen gemacht werden was ja dann v.a.

00:18:06: im Krankenhaus passiert.

00:18:08: Gibt es Überlegungen oder Ideen, dass man das mittels Variables oder irgendwie anders So eine Überwachung quasi macht.

00:18:17: Genau,

00:18:18: es gibt Ideen... Es gibt tragbare EG-Systeme mit wenigen Elektroden die gleichzeitig aber auch beispielsweise CKTG messen.

00:18:26: Es gibt auch implantierbare Systeme für Unter, sag ich mal, die Haut, die letztendlich wearables sind.

00:18:34: Das gibt aber auch z.B.

00:18:36: Systeme, die sogar schon über Smartwatches funktionieren.

00:18:42: Das ist so eine Anwendung von KI-Tools, die letztendlich im Alltag passieren kann.

00:18:48: In der Klinik sind es andere Methoden, die man dann

00:18:51: einsetzt.".

00:18:52: Und du hattest gerade Messungen direkt am Gehirn genannt, Elektrokortogramm wahrscheinlich?

00:18:57: Ist es denn möglich anhand von diesen Daten einen Anfall

00:19:01: vorherzusagen?".

00:19:02: Tatsächlich ist es dort auch so, dass es schwierig ist das vorher zu sagen.

00:19:06: Insbesondere aber auch weil wir wenig Daten dazu haben.

00:19:09: also die Anfälle sind recht selten.

00:19:12: Die Messungen, die innerhalb des Gehirns stattfinden und nicht sage ich mal sehr weit verbreitetes EEG von außen betreffen sind auch recht selte.

00:19:22: Die Chancen sind besser aber um ehrlich zu sein glaube ich auch nicht dass sie so viel besser sind wie mit einfach

00:19:29: Ja, und das ist auch noch schwieriger Daten hier zu bekommen.

00:19:32: Ich hätte mich gefragt ob es gewisse Trigger gibt für die epileptischen Anfälle dass man versucht die zu kontrollieren.

00:19:40: Ja, es gibt sicher Trigger für epileptische Anfälle.

00:19:44: Grobe Trigger sind Schlafentzug und natürlich Drogenkonsum aber auch Alkohol ins Besondere dann wenn man etwas getrunken hat und der Alkohl im Blut sich wieder normalisiert in der Entzugsphase quasi.

00:19:58: das sind so grob allgemeine Trigger wobei aber nicht festigt wann genau der Anfall dann passiert.

00:20:05: also man will ja eigentlich eine relativ gute zeitliche Eingrenzung eine zeitlich genaue Vorhersage treffen können.

00:20:12: Es gibt sogenannte Reflex-Epilepsien, das ist auch noch eine Art der Epilepsy da weiß man dass tatsächlich einfach anekdotisch gibt es auch Epilepsin wo Menschen Anfälle ausbilden wenn sie ein bestimmtes Musikstück hören.

00:20:28: Ja

00:20:28: genau und es gibt aber auch Epilepsien die sag ich mal Fotostimulation reagieren, die visuelle wiederkehrende visuelle helle Reize als Trigger haben um dann Epilepsin auszulösen.

00:20:42: Und die versucht man natürlich, wenn man das weiß zum Gehen beziehungsweise zu verhindern mit den Patienten.

00:20:47: und kann KI eine Differenzialdiagnostik von verschiedenen epileptischen Formen helfen anhand von EEG-Daten aber vielleicht auch anderen von anderen Daten?

00:20:56: Ja also wie ich vorhin gesagt habe letztendlich bilden unterschiedliche... Ich gehe jetzt mal vom Beispiel der fukalen Epilepsin aus die in unterschiedlichen Teilen des Gehirns entstehen Wobei es auch für genetische Epilepsien sehr, sehr stereotype Anfallsmuster gibt.

00:21:11: Die sich einfach sehr unterschiedlich phenomenologisch, das heißt auf beobachtbare Weise äußern und auch in den erzählten Symptomen.

00:21:20: Und hier gibt es beispielsweise wenn wir bei der Anamnese bleiben ja die wirklich sehr große Entwicklung von sogenannten Sprachmodellen, also grundlegenden Sprach-Modellen.

00:21:34: Die mittlerweile auch meine Kinder zu Hause benutzen und die ja letztendlich sehr viel Wissen darüber gespeichert haben und Verbindungen knüpfen können wie Symptome, die Patienten beispielsweise beschreiben in ihrem ersten Besuch passen könnten auf entweder ist es überhaupt eine Epilepsie und Differenzialdiagnosen dazu, aber auch auf verschiedene Arten der Epilepsy.

00:22:01: Und die Klassifizierung von Epilepsien ist tatsächlich bei vokalen Epilebsien so, dass man danach GEDOKI wo im Kopf entsteht in die Epilepsy.

00:22:08: Wenn jemand sagt beispielsweise er hat da ein ganz komisches Schlechtheitsgefühl im Bauch dann ist schon mal die Wahrscheinlichkeit recht hoch das es sich eher um den Temporal oder Mediotemperallappen handelt und so weiter.

00:22:19: also da können sie durchaus auch helfen.

00:22:21: und die Anamnese und die sprachliche Beschreibung der Symptome ist eben ein ganz zentraler Bestandteil eigentlich jedes medizinischen Faches sagen wir mir so.

00:22:32: Und die sprachliche Beschreibung wird so dokumentiert, ich kenne es oft so dass sie an Amnesie gemacht werden Fragen gestellt und dann schreibt man das auf.

00:22:41: aber dass jetzt jemand genau aufschreiben würde was ich jetzt genau gesagt habe oder wie ich irgendwas beschrieben hätte.

00:22:47: Ja, solche Daten existieren.

00:22:52: Eigentlich existieren die je nachdem in jedem Krankenhaus und jeder Arztpraxis.

00:22:56: weil die erste Frage ist okay warum stellen sie sich denn heute vor?

00:22:59: Was ist denn passiert bei Epilepsien?

00:23:02: es ist sogar so dass Sie auf verschiedenen Ebenen existieren und zwar einmal durch die Beschreibungen der Patienten und Patientinnen selber und dann letztendlich aber auch noch in anderen Form und zwar wenn es dahin geht genau zu den.

00:23:17: beispielsweise handelt es sich bei der Epilepsie.

00:23:19: Tatsächlich um einen echthn epileptischen Anfall oder beispielsweise eine sehr, sehr bedeutende Differenzialdiagnose.

00:23:25: Die sogenannten psychogenen nicht-epileptischen Unfälle die hinsichtlich der berichteten Symptome häufig ähnlich sind aber eben nicht gleich gibt es bei uns in einer Epilepsidiagnostik eben noch die Möglichkeit eine gleichzeitig Video EEG Aufzeichnung zu machen.

00:23:41: da guckt man sich die Anfälle tatsächlich im Video an.

00:23:44: also die Klinikerinnen gucken sich die Videos der Anfelle angucken die EEG-Veränderungen an und eben im Fall von echten Epilepsien geht in der Regel damit eine Veränderung einher, die bei den sogenannten nichtepleptischen psychogenen Anfällen dann nicht ist.

00:24:00: Und eine sehr große diagnostische Aufgabe von uns ist dann immer eine möglichst genaue Beschreibung dieses Anfalls.

00:24:07: also man sieht sich das Video an.

00:24:09: Wir haben natürlich einen diagnostischen Filter.

00:24:10: Wir wissen, wonach wir gucken?

00:24:12: Wir wissen nach welchen bestimmten Verhaltensweisen wir gucken.

00:24:15: sind die Augen geöffnet?

00:24:16: sind sie geschlossen?

00:24:17: welche Seite sag ich mal zack?

00:24:19: zuerst Veränderungen werden irgendwelche verbalen Äußerungen währenddessen gemacht und so weiter.

00:24:24: Aber wir dokumentieren in der Regel danach, zumindest hier an unserem Universitätsklinikum noch sehr genau die Veränderungen, die wir sehen und die damit einhergehen inklusive eines, sag ich mal, subjektiven nochmal Reports der Patientinnen.

00:24:41: Und es ist tatsächlich so dass auch es internationale Standards gibt nach denen wir gehen die dann benutzt werden, um die Epilepsien auch zu klassifizieren.

00:24:52: Es gibt durchaus international – das ist die sogenannte internationale Liga für Epilepsy – vereinbarte Kriterien zur Diagnose von bestimmten Epilepsytypen.

00:25:02: aufgrund auch von solchen Beschreibungen.

00:25:05: Und diese Leitlinien oder diese Kriterie werden sie auch überarbeitet und verändert?

00:25:10: Also findet man auch der neue Epilebsin ... Ich kenne das aus dem Bereich Multiplistekrose, wo dann die Leitlinien verändert werden und man ja auch wieder die KI-Algorithmen, wenn man jetzt die Label... Diagnostik quasi als Label zu mit rein und dann auch wieder verändern muss.

00:25:23: Das ist bei der Epilepsie ja auch

00:25:25: so?

00:25:25: Ja, total!

00:25:26: Also das gibt immer wieder Erneuerungen.

00:25:28: alle paar Jahre kommt ein großes sogenanntes Positionspaper auf den Markt da bilden sich dann Expertenkommission in weltweit die letztendlich schauen sind unsere Klassifizierungen und insbesondere auch die Evidenz für die Klassifikierung noch aktuell?

00:25:46: haben sich dann Erneuerungen ergeben, müssen wir Dinge anpassen.

00:25:50: Letztendlich kann es durchaus sein dass ich dann auch die sogenannten Glossars also die Bezeichnungen für bestimmte Typen verändern.

00:25:57: ja man kann davon ausgehen das alle fünf bis zehn Jahre auf jeden Fall sowas passiert.

00:26:02: da müssen wir immer sag ich mal, dessen Gewahr und dessen Bewusstwerden.

00:26:06: Und deswegen ändern sich auch unsere Diagnosen oder beziehungsweise Diagnose wahrscheinlich nicht.

00:26:12: aber die Bezeichnung der Diagnosing und die Kategorien und die sogenannten Labels ändern sich dann und das macht es natürlich so einem Algorithmus nicht einfacher wenn er sich auf neue, sage ich mal Klassifizierungen bzw.

00:26:24: Bezeichnungen einstellen muss.

00:26:26: Und können KI-Algorithmen bei der Analyse der Videodaten helfen, also dass man automatisch klassifiziert oder sagt was da jetzt genau stattfindet.

00:26:35: Ja, also das ist auch eine recht neue Richtung der Analyse von Videodaten aus oder von epileptischen Anfällen.

00:26:44: In den letzten zehn Jahren gab es da ein paar Studien dazu die beispielsweise mit Videomodellen, künstlichen neuronalen Netzwerken, die trainiert aber allerdings sind natürlich ganz oft auf Alltagshandlungen angewendet werden, beispielsweise auf Veränderungen im Verhalten oder aber auch Veränderungen in den Gesichtsausdrücken von Patienten.

00:27:08: Die sind nämlich auch sehr klassisch, wenn ich vorhin angesprochen habe Schmatzen ist ein sehr diagnostisch wertvolles Merkmal eines bestimmten Epilepsitypes.

00:27:18: das wird immer mehr gemacht findet aber tatsächlich im Alltag wenig Anwendung noch Beziehungsweise, was man auch nicht ganz genau weiß ist wie hoch ist der diagnostische oder prädiktive Wert dieser automatisierten Analyse.

00:27:33: Dafür gibt es noch zu wenig Studien.

00:27:35: die meisten Studien haben sich aktuell damit beschäftigt diese Algorithmen sag ich mal auf doch recht kleinen Datensätzen zu testen im Sinne einer Anwendbarkeit.

00:27:45: Und letztendlich sind sie anwendbar, auch wenn die Trainingsdaten anders sind und gegebenenfalls man dann doch nochmal eine größere Karte braucht um das eigene Modell dafür noch mal ein bisschen mehr zu schulen.

00:27:59: Aber große extensive Studien für die diagnostische Verwertbarkeit von Videomaterial von Epilepsie-Patienten fehlen.

00:28:08: Es sind ja auch sehr sensitive Daten.

00:28:10: Wollen die Patienten oder stimmen sie im Prinzip einer Videoaufnahme zu und wendern wahrscheinlich nur für die Nutzung ihrer eigenen Verbesserungen der Diagnostik, nicht unbedingt jetzt um weitere größere Modelle zu trainieren?

00:28:26: Ja, also die Patienten kommen ja oft selber mit Handyvideos auch an beim ersten Besuch und zeigen uns diese kleinen Videos.

00:28:34: Die wissen natürlich dass dieses Material sehr sehr wertvoll ist als insbesondere auch als objektive Quelle.

00:28:41: Also Erzählungen können sehr subjektiv verfascht sein beziehungsweise man kann sich dann noch nicht an alles erinnern.

00:28:47: manchmal gibt es Zeugen.

00:28:48: Zeugen sind für uns immer ganz wichtig weil sie von außen beobachten was der Patient oder die Patient uns nicht mehr sagen kann.

00:28:55: nicht immer.

00:28:56: Und Videos von Handyaufnahmen sind wirklich für uns super und das wissen die Patienten auch,

00:29:03: d.h.,

00:29:04: die zeigen sie uns.

00:29:05: aber dann ist es immer noch gar nicht gang und gäbe diese Video-Aufnahmen auch zu benutzen außer über meine eigene klinische Expertise und dann zu schauen.

00:29:14: der Goldstandard in der Diagnostik ist es auch nicht.

00:29:17: Der Goldstandart in der diagnostik sind eben diese sehr objektivierbaren gleichzeitig Videoegie Aufnahmen Und dort ist es so, dass die Patienten in der Regel auch ein Einverständnis geben müssen.

00:29:28: Sie werden ja gefilmt über den Verlauf von einer Woche teilweise länger Tag und Nacht weil man eben wie gesagt nicht weiß wenn die Anfälle auftreten.

00:29:38: dazu stimmen sie zu.

00:29:39: Sie stimmen in der regel tatsächlich auch ihrem Universitätsklinikum zu diese Videos für Forschungszwecke und Lehrzwecken beispielsweise zu benutzen.

00:29:49: Also wenn man Studenten unterrichtet darin, wie sieht ein typischer Temporallabmanfall aus?

00:29:55: Aber diese einen Verständnis Erklärungen sind durchaus also zumindest die sie bis jetzt existiert haben, sind oftmals nicht datenschutzkonform Und ich glaube, man muss wirklich eine besondere Sensibilität an den Tag legen.

00:30:10: nochmal.

00:30:11: Wenn man diese Daten irgendwelchen Video, insbesondere auch Online-Videomodellen oder die man nicht lokal benutzen kann geben wollen würde... wie man da die Identitätsverschleierung oder De-Identifizierung, sag ich mal, zustande bringt.

00:30:25: Und selbst dann gibt es ja leider so ein paar Nachteile davon.

00:30:29: Also ich habe gerade gesagt das Gesicht kann an Schmerz schwerzen aber das Gesicht Augen zu Augen offen diese Mundbewegungen Blickrichtungen, die gezwungen sind also die nicht selbst kontrolliert werden.

00:30:42: Aber Blickbewegung ist alles diagnostisch für uns extrem wichtig und extrem wertvoll.

00:30:47: Und so was kann man dann natürlich nicht analysieren.

00:30:50: Ist der Vorteil von den KI-Algorithmen, dass man schneller das Video klassifizieren kann und die Anfälle?

00:30:58: Kann auch der Vorteil sein, dass der Algorithmus das besser kann als Kliniker?

00:31:02: Ob es immer besser kann – tatsächlich weiß ich das gerade gar nicht.

00:31:06: Ich glaube, das Potenzial ist die Unterstützung für Klinika und das Potential ist das gemeinsame Arbeiten mit einem Algorithmos und eines klinischen Wissens des Klinikers mit diesem Algorithmus zusammen.

00:31:22: Ich gebe mal ein Beispiel, wir bekommen auf Patienten die sich bei uns in der Klinik für ein sogenanntes übernachtlangzeit EEG befinden.

00:31:30: Das ist vierundzwanzig Stunden lang und wir als Klinik erinnern haben die Aufgabe, diese vierund zwanzig Stunden dieses EGs zu befinden.

00:31:39: Epilepsie Potenziale oder also epileptische Anfälle sind sowieso sehr selten.

00:31:44: Das heißt, dass man da einen Anfall sieht, das ist gering.

00:31:47: aber es gibt ja wie gesagt Veränderungen zwischen den Anfallen im EG.

00:31:50: Die sind aber auch nicht häufig und die sind natürlich auch verwechselbar mit Artefakten beispielsweise entweder technischen Artifakten, Bewegungsartifakte, Atemartifakten und so weiter.

00:32:02: Ich muss sage ich mal um ein EEG wirklich gut durchzusehen zu befunden mir sicher zu sein mindestens eine Stunde aufbringen.

00:32:12: sag' ich mal ne halbe Stunde.

00:32:14: gute erfahrene Klinikerinnen sagen eine halbe stunde ist ja sehr lang aber ich denke das schon pimal daumen ganz okay um so ein EEG wirklich gründlich durchzuschauen und etwas zu entdecken.

00:32:25: Und zwar seltene Events, sag ich mal.

00:32:27: Wenn einen KI-Algorithmus mir da zur Seite steht und sagt ach guck dir doch mal hier diese Periode zwischen nachts, zwischen drei und vier Mal an Ich glaube dann könnte ich was gesehen haben Dann reicht mir das schon Weil in dem Moment wo ich was entdecke und auch sicher bin dass da was ist brauche ich mir eigentlich die anderen Bereiche gar nicht mehr angucken.

00:32:46: Das isso Wenn ich was gesehen habe, okay dann meine ich wegen muss ich es noch ein oder zwei- oder dreimal anders ähnlich sehen.

00:32:53: Aber dann kann ich mir eigentlich recht sicher sein wenn dieser Algorithmus mir einfach nur sagt ok hier ist so eine Phase das ist ne gute Qualität.

00:33:01: da denke ich könnte etwas sein.

00:33:03: Hier ist ne Phase Da brauchst du ja gar nicht angucken weil das ist nur muskulare Fakt.

00:33:08: Das würde mir schon helfen.

00:33:09: Es will meine Zeit extrem verkürzen beispielsweise Aber

00:33:12: im Moment ist es noch im Bereich der Grundlagenforschung oder das wird auch nicht in der Klinik angewendet, aber der Wunsch wäre da, dass das irgendwann eine nahe Zukunft.

00:33:21: Also meine Wunsche wäre da?

00:33:23: Ja!

00:33:25: Das gibt schon auch noch ne andere Hürde also genau.

00:33:27: Es ist in der Grundlageforschungen im Sinne dessen, es muss ne so Validierung dieser Methoden geben aufgrund von extrem großen Datenmengen und das ist im Moment nicht gewährleistet.

00:33:36: Das haben wir im Moment.

00:33:39: Da sind verschiedene Herausforderungen, die da dazwischen stehen.

00:33:42: Datenlage aber auch eben Validierungsstudien sag ich mal.

00:33:46: Ich würde mir wünschen dass das mehr und mehr einzug hält Aber es ist tatsächlich glaube ich noch ein weiter Weg.

00:33:52: dazu kommt dass Es natürlich ganz wichtig ist bei gerade klinischen Fragestellung einen Vertrauen in diese Algorithmen zu haben nicht nur in ihre Anwendbarkeit oder in ihrer Validierung sondern auch in ihre in die Möglichkeit, sag ich mal, da zu partizipieren.

00:34:06: In die Entscheidung eines Algorithmus oder sowas.

00:34:09: Also ich brauche ja letztendlich behandelt noch immer den Patienten und nicht dieser Algorithmos.

00:34:15: Und dann müssen die Kliniker mit einbezogen werden.

00:34:18: Darin war es der Algorithmus wie entdeckt?

00:34:22: Und aus welchen Gründen insbesondere eher welche Entscheidungen treffen würde?

00:34:27: Dieser sogenannte Vertrauen ist eine Herausforderung.

00:34:30: Gut weiß auch viele... dann noch nicht viele Validierungsstudien gibt, aber auch weil oftmals ja so große Modelle sich nicht gut erklären können und auch nicht gut sagen können okay was habe ich denn jetzt hier für Informationen gesammelt oder benutzt um die und die Schlussfolgerung zu machen.

00:34:48: Ich glaube wenn das mehr rauskommt insbesondere auch für Anwender aber auch Patienten und Patientinnen dann wäre schon auch nochmal eine ganz andere Hürde genommen in der Anwendbarkeit.

00:34:59: Das ist jetzt verschiedenlich die Datengrundlage angesprochen.

00:35:01: Wie viele Daten bräuchte man denn, um vernünftig validieren zu können oder was für Daten brächte man?

00:35:08: Wenn du dir wünschen könntest... ...was für Daten existieren sollten und wie sollten sie aussehen?

00:35:12: Also

00:35:13: im Fall der Epilepsy habe ich ja angesprochen würde ich sagen, gibt es drei große Datenquellen.

00:35:19: Genetiker sehen das anders, gibt natürlich auch noch genetische Daten.

00:35:23: Aber bei mir in meinem Verständnis, sag' ich mal, gibt's zum einen die Ananeso- und Textdaten, zum zweiten die EEG-Daten und zum dritten Bilddaten.

00:35:32: Wir hier in unserem Krankenhaus sammeln mehrere Tausend Datensätze von zwanzigminütigen EEGs pro Jahr.

00:35:41: Diese Datensätzen sind quasi nicht... gehoben auf gut Deutsch gesagt.

00:35:46: So, das ist aber nur ein Krankenhaus.

00:35:48: also wir sind ein großes Krankenhaus Wir haben sehr viele Patienten Universitätsklinikum.

00:35:52: Aber EEGs werden ja auch im ambulanten Bereich gemacht.

00:35:55: EGs werden in städtischen Krankenhäusern in allen möglichen Krankenhäuser gemacht so dass wir durchaus in Millionenbereich von EEG-Daten liegen könnten die dann wenn man sich nur überlegt wie multifaktoriell verschiedene pathologische Muster nur bei epilepsy sein können eine gute Grundlage darstellen können.

00:36:14: Ich glaube, wenn wir uns die Anzahl der verschiedenen Krankheitsbilder, die Anzelle der verschiedenen EEG-Signaturen, meine ich auch der Altersstrategisierung anschauen, dann wird das ein sehr großer Bereich der Varianz, die abgedeckt werden muss.

00:36:30: und deswegen würde ich mir wünschen dass wir beispielsweise in Millionen oder mehrere Millionen von EEG Datensätzen hätten.

00:36:37: aber das ist natürlich unrealistisch.

00:36:39: Zehntausende würden wir ja schon Reichen.

00:36:42: Und final, ich meine du hast das auch schon mal angesprochen so große Modelle, Foundation-Modelle meinst du sowas kann helfen dass man die auf einem großen Korpus vortrainiert und dann wirklich nur auf einen kleineren Datensatz lokal in den einzelnen Kliniken einsetzt.

00:36:55: oder wäre es schon wirklich schön wenn man wirklich so ein riesigen Datensatz hat an dem man selber so eine Art Foundation Modell trainieren kann?

00:37:02: Also

00:37:02: ich glaube Beides ist sinnvoll.

00:37:05: Ich glaube, dass Foundationmodelle die vor trainiert super sinnvoll sind weil ja die Anwendbarkeit so vielfältig ist und man tatsächlich zumindest hofft für... alle möglichen verschiedenen Varianten, ohne groß in Anführungszeichen selbst trainieren oder selbst entwickeln zu müssen diese Modelle anwenden kann.

00:37:23: Wie gesagt Klinikerinnen sind super beschäftigt mit Patientenversorgung, Patientendiagnostik und so weiter und glaube ich werden sehr dankbar wenn sie ein Modell für sehr viele unterschiedliche pathologische EEG Signaturen benutzen können.

00:37:40: Ich glaube, man kann auch nicht leisten dass ich Ärzte und aber auch Nicht-Ärzte oder nicht klinisches tätiges Personal die aber EGs lesen müssen damit auskennen können.

00:37:49: Und sozusagen das machen.

00:37:51: für die Entwicklung besondere Fragestellungen glaube ich ist es total wichtig dass man sich mit jemandem zusammen tut an Schnittstellen mit Experten die im Prinzip wissen über die Entwicklungen und die besonderen Eigenschaften von bestimmten Algorithmen haben um beispielsweise spezielle Lösungen bestimmte Kohorten oder bestimmte Fragestellungen zu entwickeln.

00:38:13: Also ich glaube, sage ich mal basic tasks oder grundlegende diagnostische Fragestellerung da sind Foundation Models super.

00:38:22: für spezialisierte Frageställungen besondere Anwendungen sollte man sich an Schnittstellen zwischen KI-Vorschern und aber auch klinisch tätigen Menschen zusammentun und da gemeinsam Lösungen entwickeln.

00:38:33: Super!

00:38:34: Herzlichen Dank für das spannende Gespräch.

00:38:36: Vielen Dank fürs Zuhören.

00:38:38: Dieser Podcast ist ein gemeinsames Angebot des Härteinstituts für AI und BrainHealth, der gemeinnützigen Härtestiftung des Tübinger EICenters und das Institut für Klinische Anatomie- und Zellanalytik der Universität Tübingen.