KI soll Kopfschmerzen nach Gehirnerschütterung bis zu einen Tag vorhersagen

KI soll Kopfschmerzen nach Gehirnerschütterung bis zu einen Tag vorhersagen

Forscher des Norwegian Centre for Headache Research (NorHead) an der norwegischen Universität NTNU berichten, Kopfschmerzen und Müdigkeit nach einer Gehirnerschütterung ließen sich per KI vorhersagen. Modelle des maschinellen Lernens sagten anhand kontinuierlich erfasster physiologischer Daten moderate bis starke Kopfschmerzen und Müdigkeit bis zu 24 Stunden im Voraus voraus. Die Genauigkeit war moderat bis gut. Betroffen waren Menschen mit anhaltenden Beschwerden nach einer Gehirnerschütterung. Die Studie erschien im Journal of Head Trauma Rehabilitation.

Antonios Danelakis, Forscher am Department of Computer Science der NTNU und bei NorHead, wird als Beteiligter bzw. Leiter der Arbeit genannt. Er sagt, es gebe starke Hinweise darauf, dass die Symptome des Folgetags nicht zufällig auftreten, sondern bestimmten Mustern folgen. Eine KI könne diese Muster lernen, wenn sie mit über längere Zeit gesammelten physiologischen Daten trainiert werde.

Hinweis: Die Originalarbeit lag der Redaktion nicht vor. Die Angaben stammen aus zwei Presseberichten und einem Reddit-Post.

20 Teilnehmende, 28 Tage Symptomtagebuch, Sensordaten

An der Studie nahmen 20 Personen mit anhaltenden Beschwerden nach einer Gehirnerschütterung teil. Betreut wurden sie an der Rehabilitationsabteilung des St. Olavs Hospital. 28 Tage lang protokollierten sie täglich ihre Symptome. Parallel erfassten die Forscher physiologische Messwerte: Herzfrequenz, Hauttemperatur und die Spannung des Trapezmuskels. Dieser Muskel reicht über Schultern, Nacken und Hinterkopf.

Die Forscher ließen zwei Ansätze gegeneinander antreten. Das eine war ein traditionelles Machine-Learning-Modell, das andere ein Foundation Model. Letzteres ist ein groß angelegtes KI-System. Es wird auf breiten Daten trainiert und später für bestimmte Aufgaben angepasst. Bei der Vorhersage moderater bis starker Kopfschmerzen bis zu 24 Stunden im Voraus schnitt das Foundation Model am besten ab.

Für die Kopfschmerzvorhersage nennt die Reddit-Meldung einen AUC-Wert von 0,69. Diese Zahl stammt allein aus dem Post und ließ sich nicht an der Originalarbeit prüfen. Der AUC zeigt, wie gut ein Modell Tage mit und ohne Symptome unterscheidet. Der Post selbst spricht bei diesem Wert von moderater Genauigkeit.

Warnung per Smartwatch: möglicher Nutzen, Pilotstatus

Als möglichen Nutzen nennen die Forscher eine Warnung per Smartwatch oder App. Betroffene könnten sich dann auf bevorstehende Symptome einstellen und den Folgetag besser planen. Laut den Forschern seien die Muster in den Daten deutlich genug, dass die Modelle sie erkennen und daraus lernen.

Dem stehen klare Grenzen gegenüber. Die Stichprobe ist mit 20 Teilnehmenden klein, es handelt sich um eine Pilotstudie. Die Originalarbeit wurde nicht geprüft. Ob der Ansatz bei Gehirnerschütterungen besser abschneidet als bestehende Verfahren, lässt sich nicht beurteilen. Ein Vergleich mit anderen Ansätzen für diese Patientengruppe lag nicht vor. Aussagen zur Praxisreife oder Empfehlungen für Betroffene lassen sich aus dem Material nicht ableiten.

Die beteiligte NTNU-Gruppe um das Clinical Neuroscience Laboratory gehört zu NorHead und zur Trondheim TBI Group. Sie arbeitet mit Wearable-Sensoren zu Hirnverletzungen, Schlaf und Müdigkeit.