Id-dijanjosi ta' Disturbi tas-Saħħa Mentali Permezz ta' Evalwazzjoni tal-Espressjoni tal-Facial AI

Riċerkaturi mill-Ġermanja żviluppaw metodu biex jidentifikaw disturbi mentali bbażat fuq espressjonijiet tal-wiċċ interpretati mill-viżjoni tal-kompjuter.

L-approċċ il-ġdid jista 'mhux biss jiddistingwi bejn suġġetti mhux affettwati u affettwati, iżda jista' wkoll jiddistingwi b'mod korrett id-dipressjoni mill-iskiżofrenja, kif ukoll il-grad sa fejn il-pazjent huwa attwalment affettwat mill-marda.

Ir-riċerkaturi pprovdew immaġni komposta li tirrappreżenta l-grupp ta 'kontroll għat-testijiet tagħhom (fuq ix-xellug fl-immaġni hawn taħt) u l-pazjenti li qed ibatu minn disturbi mentali (lemin). L-identitajiet ta’ nies multipli huma mħallta fir-rappreżentazzjonijiet, u l-ebda immaġni ma turi individwu partikolari:

Sors: https://arxiv.org/pdf/2208.01369.pdf

Individwi b'disturbi affettivi għandhom it-tendenza li jkollhom eyebrow mgħollija, ħarsiet ċomb, uċuħ minfuħin u espressjonijiet ta 'ħalq hang-kelb. Biex tipproteġi l-privatezza tal-pazjent, dawn l-immaġini komposti huma l-uniċi disponibbli bħala appoġġ għax-xogħol il-ġdid.

Sa issa, ir-rikonoxximent tal-affett tal-wiċċ intuża primarjament bħala għodda potenzjali għad-dijanjosi bażika. L-approċċ il-ġdid, minflok, joffri metodu possibbli biex jiġi evalwat il-progress tal-pazjent matul it-trattament, jew inkella (potenzjalment, għalkemm id-dokument ma jissuġġerixxix) fl-ambjent domestiku tagħhom stess għal monitoraġġ outpatient.

Il-karta tgħid*:

'Jmorru lil hinn mid-dijanjosi tal-magni tad-dipressjoni fl-informatika affettiva, li ġiet żviluppata fi preċedenti studji, nuru li l-istat affettiv li jista 'jitkejjel stmat permezz ta' viżjoni bil-kompjuter fih ħafna aktar informazzjoni mill-klassifikazzjoni kategorika pura.'

Ir-riċerkaturi ddabbjaw din it-teknika Opto Enċefalografija Elettronika (OEG), metodu kompletament passiv biex jiġi dedott stat mentali permezz ta 'analiżi tal-immaġni tal-wiċċ minflok sensuri topiċi jew teknoloġiji tal-immaġini mediċi bbażati fuq ir-raġġi.

L-awturi jikkonkludu li OEG jista 'potenzjalment ikun mhux biss sempliċi għajnuna sekondarja għad-dijanjosi u t-trattament, iżda, fit-tul, sostituzzjoni potenzjali għal ċerti partijiet evalwattivi tal-pipeline tat-trattament, u waħda li tista' tnaqqas il-ħin meħtieġ għall-pazjent. monitoraġġ u dijanjosi inizjali. Huma jinnotaw:

'B'mod ġenerali, ir-riżultati mbassra mill-magna juru korrelazzjonijiet aħjar meta mqabbla mal-kwestjonarji bbażati fuq il-klassifikazzjoni tal-osservatur kliniku pur u huma wkoll oġġettivi. Il-perjodu ta' kejl relattivament qasir ta' ftit minuti għall-approċċi tal-viżjoni bil-kompjuter huwa wkoll denju ta' nota, filwaqt li xi drabi huma meħtieġa sigħat għall-intervisti kliniċi.'

Madankollu, l-awturi huma ħerqana li jenfasizzaw li l-kura tal-pazjent f'dan il-qasam hija eżerċizzju multi-modali, b'ħafna indikaturi oħra tal-istat tal-pazjent li għandhom jitqiesu għajr l-espressjonijiet tal-wiċċ tagħhom biss, u li għadu kmieni wisq biex jitqies li sistema bħal din tista' jissostitwixxi kompletament l-approċċi tradizzjonali għad-disturbi mentali. Madankollu, huma jqisu l-OEG bħala teknoloġija aġġuntiva promettenti, partikolarment bħala metodu biex jiġu gradati l-effetti tat-trattament farmaċewtiku f'reġim preskritt tal-pazjent.

il karta huwa intitolat Il-Wiċċ tad-Disturbi Affettivi, u ġej minn tmien riċerkaturi minn firxa wiesgħa ta’ istituzzjonijiet mis-settur tar-riċerka medika privata u pubblika.

Data

(Id-dokument il-ġdid jittratta l-aktar id-diversi teoriji u metodi li bħalissa huma popolari fid-dijanjosi tal-pazjent ta 'disturbi mentali, b'inqas attenzjoni mis-soltu għat-teknoloġiji u l-proċessi attwali użati fit-testijiet u esperimenti varji)

Il-ġbir tad-dejta sar fl-Isptar Universitarju f'Aachen, b'100 pazjent ibbilanċjat bejn is-sessi u grupp ta' kontroll ta' 50 persuna mhux affettwati. Il-pazjenti kienu jinkludu 35 persuna li jbatu mill-iskiżofrenja u 65 persuna li jbatu mid-dipressjoni.

Għall-parti tal-pazjent tal-grupp tat-test, ittieħdu kejl inizjali fil-ħin tal-ewwel dħul fl-isptar, u t-tieni qabel il-ħruġ tagħhom mill-isptar, li jkopru intervall medju ta '12-il ġimgħa. Il-parteċipanti tal-grupp ta' kontroll ġew reklutati b'mod arbitrarju mill-popolazzjoni lokali, bl-induzzjoni u l-'discharge' tagħhom stess li jirriflettu dak tal-pazjenti attwali.

Fil-fatt, l-aktar 'verità tal-art' importanti għal esperiment bħal dan għandhom ikunu dijanjosi miksuba b'metodi approvati u standard, u dan kien il-każ għall-provi OEG.

Madankollu, l-istadju tal-ġbir tad-dejta kiseb dejta addizzjonali aktar adattata għall-interpretazzjoni tal-magni: intervisti b'medja ta '90 minuta nqabdu fuq tliet fażijiet b'webcam tal-konsumatur Logitech c270 taħdem b'25fps.

L-ewwel sessjoni kienet magħmula minn standard Intervista ta' Hamilton (ibbażat fuq ir-riċerka oriġinaw madwar l-1960), bħal dik li normalment tingħata mad-dħul. Fit-tieni fażi, b'mod mhux tas-soltu, intwerew il-pazjenti (u l-kontropartijiet tagħhom fil-grupp ta 'kontroll). videos ta 'serje ta' espressjonijiet tal-wiċċ, u mitluba jimitaw kull wieħed minn dawn, filwaqt li jiddikjaraw l-istima tagħhom stess tal-kundizzjoni mentali tagħhom f'dak iż-żmien, inkluż l-istat emozzjonali u l-intensità. Din il-fażi damet madwar għaxar minuti.

Fit-tielet u l-aħħar fażi, il-parteċipanti ġew murija 96 filmat ta’ atturi, li damu ftit aktar minn għaxar sekondi kull wieħed, li jidher li jirrakkuntaw esperjenzi emozzjonali intensi. Il-parteċipanti mbagħad ġew mitluba jevalwaw l-emozzjoni u l-intensità rappreżentati fil-videos, kif ukoll is-sentimenti korrispondenti tagħhom stess. Din il-fażi damet madwar 15-il minuta.

Metodu

Biex tasal għall-medja medja tal-uċuħ maqbuda (ara l-ewwel immaġni, hawn fuq), postijiet familjari emozzjonali nqabdu bil- EmoNet qafas. Sussegwentement, il-korrispondenza bejn il-forma tal-wiċċ u l-forma tal-wiċċ medja (medja) ġiet determinata permezz trasformazzjoni affine biċċa.

Rikonoxximent tal-emozzjoni dimensjonali u, tbassir tal-ħarsa tal-għajnejn twettqet fuq kull segment importanti identifikat fl-istadju preċedenti.

F'dan il-punt, l-inferenza tal-emozzjoni bbażata fuq l-awdjo indikat li wasal mument teachable fl-istat mentali tal-pazjent, u l-kompitu huwa li taqbad l-immaġni tal-wiċċ korrispondenti u tiżviluppa dik id-dimensjoni u d-dominju tal-istat tal-effett tagħhom.

(Fil-video ta 'hawn fuq, naraw ix-xogħol żviluppat mill-awturi tat-teknoloġiji dimensjonali ta' rikonoxximent tal-emozzjonijiet użati mir-riċerkaturi għax-xogħol il-ġdid).

Il-forma ġeodeżika tal-materjal ġiet ikkalkulata għal kull qafas tad-dejta, u Dekompożizzjoni tal-Valur Singular (SVD) tnaqqis applikat. Id-dejta tas-serje taż-żmien li tirriżulta eventwalment ġiet immudellata bħala a VAR proċess, u mbagħad imnaqqas aktar permezz SVD qabel Adattament tal-MAP.

Fluss tax-xogħol għall-proċess ta 'tnaqqis ġeodesiku.

Il-valuri tal-valenza u t-tqanqil fin-netwerk EmoNet ġew ipproċessati wkoll bl-istess mod bil-mudellar VAR u l-komputazzjoni tal-qalba tas-sekwenza.

Esperimenti

Kif spjegat qabel, ix-xogħol il-ġdid huwa primarjament karta ta 'riċerka medika aktar milli sottomissjoni standard ta' viżjoni tal-kompjuter, u nirreferu lill-qarrej għad-dokument innifsu għal kopertura fil-fond tal-esperimenti OEG diversi mmexxija mir-riċerkaturi.

Madankollu, biex tiġbor fil-qosor għażla minnhom:

Cues tad-Disturb Affettiv

Hawnhekk 40 parteċipant (mhux mill-grupp ta 'kontroll jew pazjent) ġew mitluba jikklassifikaw l-uċuħ medji evalwati (ara hawn fuq) fir-rigward ta' numru ta 'mistoqsijiet, mingħajr ma jkunu infurmati bil-kuntest tad-dejta. Il-mistoqsijiet kienu:

X'inhu s-sess taż-żewġ uċuħ?
L-uċuħ għandhom dehra attraenti?
Dawn jiffaċċjaw persuni ta’ min jafdahom?
Kif tevalwa l-ħila ta’ dawn in-nies li jaġixxu?
X'inhi l-emozzjoni taż-żewġ uċuħ?
X'inhi d-dehra tal-ġilda taż-żewġ uċuħ?
X'inhi l-impressjoni tal-ħarsa?
Iż-żewġ uċuħ għandhom kantunieri tal-ħalq imdendlin?
Iż-żewġ uċuħ għandhom għajnejn kannella mqajma?
Dawn il-persuni huma pazjenti kliniċi?

Ir-riċerkaturi sabu li dawn l-evalwazzjonijiet għomja kienu jikkorrelataw mal-istat reġistrat tad-dejta pproċessata:

Box plot riżultati għall-istħarriġ 'mean face'.

Valutazzjoni Klinika

Biex titkejjel l-utilità tal-OEG fil-valutazzjoni inizjali, ir-riċerkaturi l-ewwel evalwaw kemm hija effettiva l-valutazzjoni klinika standard waħedha, billi tkejjel il-livelli ta 'titjib bejn l-induzzjoni u t-tieni fażi (sa liema żmien il-pazjent ikun tipikament jirċievi trattamenti bbażati fuq il-mediċina.

Ir-riċerkaturi kkonkludew li l-istatus u s-severità tas-sintomi jistgħu jiġu evalwati tajjeb b'dan il-metodu, u jiksbu korrelazzjoni ta '0.82. Madankollu, dijanjosi preċiża ta 'jew skizofrenija jew dipressjoni wriet aktar sfida, bil-metodu standard jikseb biss punteġġ ta' -0.03 f'dan l-istadju bikri.

L-awturi jikkummentaw:

'Essenzjalment, l-istatus tal-pazjent jista' jiġi ddeterminat relattivament tajjeb bl-użu tal-kwestjonarji tas-soltu. Madankollu, dan huwa essenzjalment dak kollu li jista 'jiġi konkluż minnha. Jekk xi ħadd hux dipress jew pjuttost skiżofreniku mhuwiex indikat. L-istess japplika għar-rispons tat-trattament.'

Ir-riżultati mill-proċess tal-magna setgħu jiksbu punteġġi ogħla f'dan il-qasam problematiku, u punteġġi komparabbli għall-aspett tal-valutazzjoni inizjali tal-pazjent:

Numri ogħla huma aħjar. Fuq ix-xellug, il-preċiżjoni tal-evalwazzjoni standard ibbażata fuq intervista tirriżulta f'erba' fażijiet tal-arkitettura tal-ittestjar; fuq il-lemin, riżultati bbażati fuq il-magni.

Dijanjosi tad-Disturb

Li tiddistingwi d-dipressjoni mill-iskiżofrenja permezz ta 'immaġini statiċi tal-wiċċ mhijiex kwistjoni trivjali. Cross-validat, il-proċess tal-magna kien kapaċi jikseb punteġġi ta 'preċiżjoni għolja fil-fażijiet varji tal-provi:

F'esperimenti oħra, ir-riċerkaturi setgħu juru evidenza li OEG jista 'jipperċepixxi titjib tal-pazjent permezz ta' trattament farmakoloġiku, u trattament ġenerali tad-disturb:

“L-inferenza kawżali fuq l-għarfien empiriku minn qabel tal-ġbir tad-data aġġustat it-trattament farmakoloġiku sabiex josserva ritorn għar-regolazzjoni fiżjoloġika tad-dinamika tal-wiċċ. Dan ir-ritorn ma setax jiġi osservat waqt il-preskrizzjoni klinika.

“Bħalissa mhuwiex ċar jekk rakkomandazzjoni bħal din ibbażata fuq magni tkunx tabilħaqq tirriżulta għal suċċess sinifikanti aħjar tat-terapija. Speċjalment minħabba li huwa magħruf liema effetti sekondarji jista 'jkollhom il-mediċini fuq perjodu twil ta' żmien.

"Madankollu, [dawn it-tipi] ta 'approċċi mfassla għall-pazjent jiksru l-ostakli tal-skema ta' klassifikazzjoni kategorika komuni li għadha tintuża b'mod dominanti fil-ħajja ta 'kuljum."

* Il-konverżjoni tiegħi taċ-ċitazzjonijiet inline tal-awturi għal hyperlinks.

Ippublikat għall-ewwel darba fit-3 ta' Awwissu 2022.