Aivomuutoksia tunnistava algoritmi voisi auttaa parantamaan epilepsian

Laajassa kansainvälisessä tutkimuksessa on kehitetty tekoälyalgoritmi, joka pystyy tunnistamaan epileptisiä kohtauksia aiheuttavia, vähäisiäkin aivomuutoksia. Sen avulla voitaisiin tunnistaa epilepsiakirurgiasta hyötyvät potilaat entistä paremmin. University College Londonin johtamaan tutkimukseen osallistui myös professori Reetta Kälviäisen tutkimusryhmä Itä-Suomen yliopistosta ja Kuopion yliopistollisesta sairaalasta. Tulokset on juuri julkaistu Brain-lehdessä.

MELD-monikeskustutkimuksessa (The Multicentre Epilepsy Lesion Detection project) kehitetyn algoritmin avulla voidaan paikantaa aivojen magneettikuvasta epilepsiaa aiheuttava aivokuoren kehityshäiriö, fokaalinen kortikaalinen dysplasia (FCD). Lääkehoidolle vastaamattomien epilepsioiden syynä on usein FCD, jonka havaitseminen magneettikuvasta on kuitenkin monesti haastavaa.

Algoritmin kehittämisessä hyödynnettiin yli tuhat aivojen magneettikuvaa potilasaineistoista eri puolilta maailmaa. Jokaisesta magneettikuvasta määriteltiin muun muassa aivokuoren paksuus ja poimuisuus yli 300 000 kohdasta. Asiantuntijoiden antamien esimerkkien avulla algoritmi opetteli erottamaan FCD:n ja terveet aivot toisistaan. Puolet tutkimusaineistosta hyödynnettiin algoritmin opettamiseen ja sen jälkeen puolet sen testaamiseen.

Tutkijoiden kehittämä algoritmi pystyi tunnistamaan 538 potilaan aineistosta FCD:n 67 prosentissa tapauksista. Aineistosta kolmasosa oli tapauksia, joissa lääkäri ei tunnistanut FCD:tä, mutta algoritmi löysi FCD:n 63 prosentilta näistä potilaista. Aivomuutosten havaitseminen on tärkeää, koska niiden aiheuttama epilepsia voidaan mahdollisesti parantaa kirurgisella hoidolla.

Tutkijoiden mukaan algoritmiin perustuva MELD FCD -työkalu on tarkoitettu lääkäreille apuvälineeksi hoitopäätösten tekemiseen. Työkalua voidaan käyttää aivojen magneettikuvan analysointiin yli 3-vuotiailta, joilla epäillään FCD:tä.

Tulosten valossa algoritmin avulla voitaisiin löytää entistä useammalta potilaalta entistä aiemmin vähäisiä, epilepsiakirurgialla hoidettavissa olevia aivomuutoksia. Kirurgisella hoidolla epilepsia voidaan parantaa jopa kokonaan ja turvata erityisesti lapsipotilaiden normaalia kehitystä.

Epilepsiaa sairastaa arviolta prosentti väestöstä, ja 20–30 prosentilla sairastuneista kohtauksia ei saada pysymään poissa lääkehoidolla. FCD on lapsilla tavallisin ja aikuisilla kolmanneksi tavallisin epilepsiakirurgian syy.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa hyödynnettiin tähän asti laajinta magneettikuva-aineistoa FCD:stä, joten tutkijoiden kehittämä algoritmi tunnistaa hyvin erityyppiset ja aiemmin tunnistamatta jääneet aivomuutokset.