Schlaganfall: Prognose vom RoboDoc

20. Februar 2013
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Mustererkennungs-Algorithmen machen es möglich: Forscher kombinierten individuelle Hirnläsionen und Fähigkeitsverluste von Schlaganfallpatienten mit Aufmerksamkeitsstörungen derart, dass sie nun Prognosen über deren Regeneration treffen können.

“Mit welchen Beeinträchtigungen werde ich in Zukunft leben müssen?” Diese Frage hören Ärzte, die Schlaganfallpatienten behandeln, täglich. Sichere Prognosen zu treffen, ist jedoch auch bei langjähriger Behandlungserfahrung unmöglich. Generell gilt: Je jünger die Patienten sind und je geringer die durch den Schlaganfall verursachten Beeinträchtigungen sind, umso größer sind die Chancen, dass sich die eingetretenen Behinderungen zumindest teilweise wieder zurückbilden. Eine schwammige Aussage, die weder für die Betroffenen und ihre Angehörigen, noch für die behandelnden Ärzte zufriedenstellend ist.

Oft mehrere Hirnbereiche geschädigt

Von Patienten mit einem akuten Schlaganfall werden zunächst routinemäßig CT– oder MRT-Aufnahmen des Gehirns angefertigt. Durch funktionelle Tests können die behandelnden Ärzte zwar dann die beschädigten Hirnstrukturen mit den verloren gegangenen Fähigkeiten in Verbindung bringen. Doch das alleine reicht nicht aus, um ein bestimmtes Areal einer Funktion sicher zuordnen zu können. “Bei einem Schlaganfall fallen Hirnareale nicht als ganze Module aus”, erklärt Prof. Dr. Dr. Hans-Otto Karnath vom Zentrum für Neurologie des Universitätsklinikums Tübingen. “Ein Schlaganfall kann zu einer Schädigung großer Hirnbereiche führen, die viele Fähigkeiten umfassen. Wo genau sich nun das Areal, das beispielsweise dazu benötigt wird, aufmerksam zu sein, sitzt, wussten wir bisher noch nicht.”

Mustererkennungs-Algorithmen helfen

Aufmerksam sein zu können ist keine automatische Gabe, sondern eine aktive Leistung des Gehirns. Wissenschaftlern um Prof. Karnath, vom Tübinger Zentrum für Neurologie sowie Forschern aus den USA ist es nun in einer gemeinsamen Untersuchung von Schlaganfallpatienten gelungen, das Hirnnetzwerk sichtbar zu machen, das die Aufmerksamkeit eines Menschen ausmacht. Hierzu benutzten sie eine neue Methode, die eigentlich für das selbständige Lernen von Robotern und anderen Maschinen entwickelt wurde. Multivariate pattern analysis (MVPA) ist der Name der Methode, welche ermöglicht, dass Roboter nicht einfach nur stur etwas auswendig lernen, sondern selbstständig Gesetzmäßigkeiten “erkennen”. Um neue Erkenntnisse für das Verständnis von Hirnfunktionen beim Menschen zu gewinnen, fütterten die Wissenschaftler ihr Computernetzwerk mit den CT- und MRT-Bildern von etwa 50 Patienten, die einen Schlaganfall erlitten hatten. Einige von ihnen litten unter Störungen der Aufmerksamkeit, andere dagegen nicht.

Die von den Wissenschaftlern eingesetzten Algorithmen suchten nun danach, ob sich in dieser großen und verwirrend unterschiedlichen Ansammlung von individuellen Hirnschädigungen ein typisches Muster “erkennen” lässt, das immer dann vorliegt, wenn es zu einer Störung der Aufmerksamkeit kommt. Wonach dabei gesucht werden sollte, gaben die Forscher den Computern nicht vor; diese kombinierten monatelang alle möglichen Varianten und beurteilten selbstständig, ob es etwas Regelhaftes zu “erkennen” gab.

In der rechten Gehirnhälfte wurden die Forscher schließlich fündig und konnten dort das Hirnnetzwerk sichtbar machen, das immer wieder mit geschädigt war, wenn Schlaganfallpatienten unter Aufmerksamkeitsstörungen litten. Dieses Areal verleiht dem Menschen offenbar die Fähigkeit, aufmerksam sein zu können.

Prognosen über Krankheitsverlauf

Mit diesem Verfahren versuchen die Wissenschaftler nun auch Prognosen über den Krankheitsverlauf von Schlaganfallpatienten zu treffen. “Mit Hilfe unseres Verfahrens können wir vorhersagen, wie wahrscheinlich es ist, dass es zu einem chronischen Ausfall der gestörten Funktion kommt”, so Karnath. Dazu vergleichen die Kollegen um Prof. Karnath MRT- bzw. CT-Aufnahmen und Funktionstests ihrer Schlaganfallpatienten bei der Einlieferung ins Krankenhaus mit denselben Daten ein Jahr nach dem Schlaganfall. Dabei stießen die Forscher auf das typische Läsionsmuster, das mit einer anhaltend schlechten Aufmerksamkeitsleistung einhergeht. Der Vergleich mit den MRT- bzw. CT-Aufnahmen und den Fähigkeiten der Patienten ein Jahr nach dem Schlagfall lieferte den Muster-Erkennungsalgorithmen ausreichend Daten, um in Zukunft der Patienten blicken zu können: “Wir können nun bereits bei neu eingelieferten Schlaganfallpatienten durch die Analyse des Röntgenbildes eine Aussage treffen, ob sich seine Defizite wahrscheinlich wieder zurückbilden werden oder nicht”, so Karnath.

Wie verlässlich eine derartige Vorhersage sein wird, prüfen die Wissenschaftler momentan in einer zweiten Studie. Darin konzentrieren sie sich auf die zuvor entdeckte “Aufmerksamkeitsregion” in der rechten Gehirnhälfte. “An neuen Patienten prüfen wir, wie gut unsere Vorhersagen über einen chronischen Verlauf eines Funktionsausfalls mit den neuen Patientendaten korrelieren”, erklärt Prof. Karnath die Folgestudie. “Wenn die Korrelationen hoch sind, dann kennen wir die Hirnregionen, die auf keinen Fall geschädigt sein dürfen, damit es nicht zu einer chronischen Entwicklung einer Aufmerksamkeitsstörung kommt”, so Karnath. In zwei Jahren wird die Verlässlichkeit der neuen Vorhersagemethode abschließend überprüft sein.

Noch ausbaufähig

Der erfolgreiche Ansatz ließe sich ausweiten: “Unsere Methode ist natürlich nicht nur auf Aufmerksamkeitsstörungen beschränkt”, so Karnath. “Sie lässt sich auf sämtliche Funktionsausfälle nach einem Schlaganfall anwenden.” In Zukunft wollen sich Karnath und sein Team auch anderen höheren Hirnleistungen widmen.

Prof. Karnath sieht gleich mehrere Vorteile für Schlaganfallpatienten und deren Angehörige durch die neuartige Anwendung von Mustererkennungsalgorithmen: “Erstens sind individuelle Verläufe von Aufmerksamkeitsstörungen frühzeitig und besser vorhersagbar. Zweitens kann so für jeden Patienten frühzeitig die für ihn richtige Therapie ausfindig gemacht werden und damit die Prognose evtl. sogar noch beeinflusst werden.”

69 Wertungen (4.58 ø)

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9 Kommentare:

ich sehe in der Originalarbeit eher die morphologische Analyse des IST-Zustandes der Läsion,
weniger die Prognosemöglichkeit.

Es ist grundsätzlich problematisch von der Morphologie auf das Entwicklungspotential zu schließen.
Natürlich hat eine schwerere Läsion theoretisch eine schlechtere Heilungstendenz als eine leichtere. Die “Praxis” kann aber davon abweichen.
mfG

#9 |
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Wolfgang Hasemann
Wolfgang Hasemann

Liebe Frau Schmitzer,

vielen Dank für den Link. Wäre nicht drauf gekommen, dass sich Referenz hinter “mehr zu diesem Thema versteckt”. Ist nicht ganz selbsterklärend

herzliche Grüsse
Wolfgang Hasemann

#8 |
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Sonstige

Liebe DocCheck News-Leser,

eine Kollegin hat genau zu diesem Thema innerhalb unseres Services “Kollegen fragen” eine Frage gestellt und bittet um Ihre Meinungen.

Unter folgendem Link können Sie sich an der Diskussion beteiligen: http://www.doccheck.com/de/ask/question/view/id/590026.

Viele Grüße
Alina Kaltwasser

#7 |
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Medizinjournalistin

Lieber Herr Hasemann,

den Link zur Studie finden Sie oben rechts unter der Rubrik “Mehr zu diesem Thema” oder auch hier nochmals direkt: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23300283

Herzliche Grüße

Sonja Schmitzer

#6 |
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Man muss sehr vorsichtig sein. Prognoseaussagen, auch wenn sie auf den hier geschilderten Mechanismen beruhen, sind immer Wahrscheinlichkeitsaussagen. Sie hängen immer auch von Prämissen ab, die zum Zeitpunkt der Prognose (noch) unbekannt sind bzw. deren Einflüsse (wie z.B. andere Erkrankungen, Verhaltensweisen, Rehaergebnisse) nicht quantifizierbar sind. Eine Prognose rein nach der Morphologie oder einem Röntgenbild halte ich für sehr fragwürdig. Wichtiger erscheint mir tatsächlich die Frage nach Hinweisen auf therapeutische Optionen, was aber auch schwierig genug (nachzuweisen) ist.

#5 |
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Wolfgang Hasemann
Wolfgang Hasemann

Wie heisst die Studie?
Bitte Quelle nennen, sonst sind solche Ausführungen wertlos
Vielen Dank

#4 |
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Dipl. Psych. Thomas Witscher
Dipl. Psych. Thomas Witscher

Ein äußerst interessanter Artikel, der vielleicht eine neue Tür in der Behandlung von Schlaganfallpatienten aufmachen kann. Wer tagtäglich mit Schlaganfallpatienten arbeitet weiß, wie sehr alle Patienten hoffen, wieder genau so zu werden wie es früher war. Was dann oft folgt sind Monate meist Jahre des Kampfes gegen die vermeintliche Wirklichkeit, dass nämlich ein Schlaganfall eine sehr ernsthafte Erkrankung ist, deren dauerhafte Folgen meist verschwiegen werden. Außerdem ein sehr wichtiger Aspekt bei möglichen rechtlichen Fragen. Wenn nämlich ein Schlaganfallpatient alle Reha-Maßnahmen absolviert hat und immer noch nicht voll leistungsfähig ist kann es sein, dass er in die Simulantenecke geschoben wird.
Vom wissenschaftlichen Ansatz her auch wohl anders als alle anderen Ansätze bis jetzt. Prof. Karnath ist ein äußerst hoch angesehener Wissenschaftler!

Thomas Witscher
Psychologischer Psychotherapeut/VT
Klinischer Neuropsychologe

#3 |
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“Prognosen sind immer unsicher,
vor allem wenn sie sich auf die
Zukunft beziehen…” Oscar Wilde

Ich habe schon etliche Patienten gesehen, die unter falschen Prognosen mehr litten, als unter der “Grunderkrankung”.

Vieleicht sollte man mit Prognosen VIEL vorsichtiger sein
und dem Druck der Patienten nach “sicherer” Auskunft wider-
stehen, bzw. der Hybris, der Hellseherei.

#2 |
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Dr. med. Thomas van de Weyer
Dr. med. Thomas van de Weyer

Hilfreich, aber auch gefährlich. Wer eine Schlechte Prognose bekomt – rein nach dieser Methode – bekommt dann zukünftig auch keine Reha mehr !!?? Davor kann ich nur warnen.

#1 |
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