Diagnostifikimi i çrregullimeve të shëndetit mendor përmes vlerësimit të shprehjes së fytyrës nga AI

Studiuesit nga Gjermania kanë zhvilluar një metodë për identifikimin e çrregullimeve mendore bazuar në shprehjet e fytyrës të interpretuara nga vizioni kompjuterik.

Qasja e re jo vetëm që mund të bëjë dallimin midis subjekteve të paprekur dhe të prekur, por gjithashtu mund të dallojë saktë depresionin nga skizofrenia, si dhe shkallën në të cilën pacienti është aktualisht i prekur nga sëmundja.

Studiuesit kanë ofruar një imazh të përbërë që përfaqëson grupin e kontrollit për testet e tyre (në të majtë në imazhin më poshtë) dhe pacientët që vuajnë nga çrregullime mendore (djathtas). Identitetet e shumë njerëzve janë të përziera në paraqitje dhe asnjë imazh nuk përshkruan një individ të caktuar:

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

Individët me çrregullime afektive priren të kenë vetulla të ngritura, shikime plumbi, fytyra të fryra dhe shprehje të gojës së varur. Për të mbrojtur privatësinë e pacientit, këto imazhe të përbëra janë të vetmet të disponueshme në mbështetje të punës së re.

Deri më tani, njohja e ndikimit të fytyrës është përdorur kryesisht si një mjet i mundshëm për diagnozën bazë. Qasja e re, në vend të kësaj, ofron një metodë të mundshme për të vlerësuar përparimin e pacientit gjatë trajtimit, ose përndryshe (potencialisht, megjithëse dokumenti nuk e sugjeron atë) në mjedisin e tyre shtëpiak për monitorimin ambulator.

Në letër thuhet*:

"Duke shkuar përtej diagnozës makinerike të depresionit në kompjuterin afektiv, i cili është zhvilluar në i mëparshëm Studimet, ne tregojmë se gjendja afektive e matshme e vlerësuar me anë të vizionit kompjuterik përmban shumë më tepër informacion sesa klasifikimi i pastër kategorik.'

Studiuesit e kanë quajtur këtë teknikë Opto Encefalografia Elektronike (OEG), një metodë plotësisht pasive për të konkluduar gjendjen mendore me anë të analizës së imazhit të fytyrës në vend të sensorëve aktualë ose teknologjive të imazhit mjekësor të bazuar në rreze.

Autorët arrijnë në përfundimin se OEG potencialisht mund të jetë jo vetëm një ndihmës dytësor për diagnozën dhe trajtimin, por, në afat të gjatë, një zëvendësim i mundshëm për disa pjesë vlerësuese të tubacionit të trajtimit dhe një që mund të shkurtojë kohën e nevojshme për pacientin. monitorimi dhe diagnoza fillestare. Ata shënojnë:

Në përgjithësi, rezultatet e parashikuara nga makina tregojnë korrelacione më të mira në krahasim me pyetësorët e pastër të bazuar në vlerësimin e vëzhguesve klinik dhe janë gjithashtu objektivë. Vlen të përmendet edhe periudha relativisht e shkurtër e matjes prej disa minutash për qasjet e vizionit kompjuterik, ndërsa ndonjëherë kërkohen orë për intervistat klinike.'

Megjithatë, autorët janë të prirur të theksojnë se kujdesi ndaj pacientit në këtë fushë është një kërkim multi-modal, me shumë tregues të tjerë të gjendjes së pacientit që duhen marrë parasysh sesa thjesht shprehjet e tyre të fytyrës, dhe se është shumë herët të mendohet se një sistem i tillë mund të zëvendësojnë tërësisht qasjet tradicionale ndaj çrregullimeve mendore. Megjithatë, ata e konsiderojnë OEG një teknologji shtesë premtuese, veçanërisht si një metodë për të vlerësuar efektet e trajtimit farmaceutik në regjimin e përshkruar të pacientit.

La letër titullohet Fytyra e Çrregullimeve Afektive, dhe vjen nga tetë studiues në një gamë të gjerë institucionesh nga sektori i kërkimit mjekësor privat dhe publik.

Data

(Dokumenti i ri merret kryesisht me teoritë dhe metodat e ndryshme që janë aktualisht të njohura në diagnostikimin e pacientëve të çrregullimeve mendore, me më pak vëmendje sesa zakonisht ndaj teknologjive dhe proceseve aktuale të përdorura në teste dhe eksperimente të ndryshme)

Mbledhja e të dhënave u zhvillua në Spitalin Universitar në Aachen, me 100 pacientë të balancuar gjinor dhe një grup kontrolli prej 50 personash të paprekur. Pacientët përfshinin 35 të sëmurë nga skizofrenia dhe 65 persona që vuanin nga depresioni.

Për pjesën e pacientëve të grupit të testit, matjet fillestare u morën në kohën e shtrimit të parë në spital dhe matjet e dyta përpara daljes nga spitali, duke përfshirë një interval mesatar prej 12 javësh. Pjesëmarrësit e grupit të kontrollit u rekrutuan në mënyrë arbitrare nga popullata lokale, me induksionin dhe 'shkarkimin' e tyre që pasqyronte atë të pacientëve aktualë.

Në fakt, 'e vërteta bazë' më e rëndësishme për një eksperiment të tillë duhet të jenë diagnozat e marra me metoda të miratuara dhe standarde, dhe ky ishte rasti për provat OEG.

Megjithatë, faza e mbledhjes së të dhënave përftoi të dhëna shtesë më të përshtatshme për interpretimin e makinës: intervistat me një mesatare prej 90 minutash u kapën në tre faza me një kamerë interneti të konsumatorit Logitech c270 që funksiononte me 25 fps.

Sesioni i parë përbëhet nga një standard Intervistë e Hamiltonit (bazuar në kërkime origjinën rreth vitit 1960), siç do të jepej normalisht në pranim. Në fazën e dytë, në mënyrë të pazakontë, u shfaqën pacientët (dhe homologët e tyre në grupin e kontrollit). videos të një sërë shprehjesh të fytyrës dhe iu kërkua të imitonte secilën prej tyre, duke deklaruar vlerësimin e tyre të gjendjes së tyre mendore në atë kohë, duke përfshirë gjendjen emocionale dhe intensitetin. Kjo fazë zgjati rreth dhjetë minuta.

Në fazën e tretë dhe të fundit, pjesëmarrësve iu shfaqën 96 video të aktorëve, me kohëzgjatje pak më shumë se dhjetë sekonda secila, duke rrëfyer me sa duket përvoja të forta emocionale. Më pas pjesëmarrësve iu kërkua të vlerësonin emocionin dhe intensitetin e përfaqësuar në video, si dhe ndjenjat e tyre përkatëse. Kjo fazë zgjati rreth 15 minuta.

Metoda e dërgesës

Për të arritur në mesataren mesatare të fytyrave të kapura (shih imazhin e parë, më lart), pikat e referimit emocional u kapën me EmoNet kornizë. Më pas, u përcaktua korrespondenca midis formës së fytyrës dhe formës mesatare (mesatare) të fytyrës pjesë-pjesë transformim afinal.

Njohja dimensionale e emocioneve parashikimi i shikimit të syrit u krye në çdo segment pikë referimi të identifikuar në fazën e mëparshme.

Në këtë pikë, konkluzioni i emocioneve të bazuara në audio ka treguar se një moment i mësimdhënies ka mbërritur në gjendjen mendore të pacientit dhe detyra është të kapni imazhin përkatës të fytyrës dhe të zhvilloni atë dimension dhe fushë të gjendjes së tyre të ndikimit.

(Në videon e mësipërme, ne shohim punën e zhvilluar nga autorët e teknologjive të njohjes së emocioneve dimensionale të përdorura nga studiuesit për punën e re).

Forma gjeodezike e materialit është llogaritur për secilën kornizë të të dhënave dhe Zbërthimi i Vlerës Njëjës (SVD) zbatohet reduktimi. Të dhënat rezultante të serive kohore u modeluan përfundimisht si a VAR proces, dhe më pas reduktohet më tej përmes SVD para Përshtatja e MAP-it.

Rrjedha e punës për procesin e reduktimit gjeodezik.

Vlerat e valencës dhe zgjimit në rrjetin EmoNet u përpunuan gjithashtu në mënyrë të ngjashme me modelimin VAR dhe llogaritjen e kernelit të sekuencës.

eksperimentet

Siç u shpjegua më herët, puna e re është kryesisht një dokument kërkimor mjekësor dhe jo një paraqitje standarde e vizionit kompjuterik, dhe ne i referojmë lexuesit tek vetë letra për mbulim të thellë të eksperimenteve të ndryshme OEG të drejtuara nga studiuesit.

Sidoqoftë, për të përmbledhur një përzgjedhje prej tyre:

Shenjat e çrregullimeve afektive

Këtu, 40 pjesëmarrësve (jo nga grupi i kontrollit ose i pacientëve) iu kërkua të vlerësonin fytyrat mesatare të vlerësuara (shih më lart) në lidhje me një numër pyetjesh, pa u informuar për kontekstin e të dhënave. Pyetjet ishin:

Cila është gjinia e dy fytyrave?
A kanë fytyrat një pamje tërheqëse?
A janë këto fytyra persona të besueshëm?
Si e vlerësoni aftësinë e këtyre njerëzve për të vepruar?
Cili është emocioni i dy fytyrave?
Cila është pamja e lëkurës së dy fytyrave?
Cila është përshtypja e vështrimit?
A kanë dy fytyrat qoshe të varura të gojës?
A kanë dy fytyrat ngjyrë kafe të ngritur?
A janë këta persona pacientë klinikë?

Studiuesit zbuluan se këto vlerësime të verbër lidhen me gjendjen e regjistruar të të dhënave të përpunuara:

Rezultatet e grafikut të kutisë për anketën e 'fytyrës mesatare'.

Vlerësimi klinik

Për të vlerësuar dobinë e OEG në vlerësimin fillestar, studiuesit së pari vlerësuan se sa efektiv është vlerësimi standard klinik në vetvete, duke matur nivelet e përmirësimit midis induksionit dhe fazës së dytë (koha në të cilën pacienti zakonisht merr trajtime të bazuara në ilaçe.

Studiuesit arritën në përfundimin se statusi dhe ashpërsia e simptomave mund të vlerësoheshin mirë nga kjo metodë, duke arritur një korrelacion prej 0.82. Sidoqoftë, një diagnozë e saktë e skizofrenisë ose e depresionit doli më sfiduese, me metodën standarde që mori vetëm një rezultat prej -0.03 në këtë fazë të hershme.

Autorët komentojnë:

“Në thelb, statusi i pacientit mund të përcaktohet relativisht mirë duke përdorur pyetësorët e zakonshëm. Megjithatë, kjo është në thelb gjithçka që mund të konkludohet prej saj. Nuk tregohet nëse dikush është në depresion ose më mirë skizofrenik. E njëjta gjë vlen edhe për përgjigjen e trajtimit.'

Rezultatet nga procesi i makinës ishin në gjendje të merrnin rezultate më të larta në këtë fushë problematike dhe rezultate të krahasueshme për aspektin fillestar të vlerësimit të pacientit:

Shifrat më të larta janë më të mira. Në të majtë, saktësia standarde e vlerësimit të bazuar në intervistë rezulton në katër faza të arkitekturës së testimit; në të djathtë, rezultate të bazuara në makinë.

Diagnoza e çrregullimeve

Dallimi i depresionit nga skizofrenia nëpërmjet imazheve statike të fytyrës nuk është një çështje e parëndësishme. I verifikuar në mënyrë të kryqëzuar, procesi i makinës ishte në gjendje të merrte rezultate të larta saktësie në faza të ndryshme të provave:

Në eksperimente të tjera, studiuesit ishin në gjendje të demonstronin prova që OEG mund të perceptojë përmirësimin e pacientit përmes trajtimit farmakologjik dhe trajtimit të përgjithshëm të çrregullimit:

"Përfundimi shkakor mbi njohuritë paraprake empirike të mbledhjes së të dhënave rregulloi trajtimin farmakologjik në mënyrë që të vëzhgohej një kthim në rregullimin fiziologjik të dinamikës së fytyrës. Një kthim i tillë nuk mund të vërehej gjatë recetës klinike.

“Për momentin nuk është e qartë nëse një rekomandim i tillë i bazuar në makinë do të rezultonte me të vërtetë në një sukses më të mirë të terapisë. Sidomos sepse dihet se cilat efekte anësore mund të kenë medikamentet për një periudhë të gjatë kohore.

"Megjithatë, [këto lloj] qasjesh të përshtatura për pacientët do të thyejnë barrierat e skematikës së zakonshme të klasifikimit kategorik që përdoret ende në mënyrë dominuese në jetën e përditshme."

* Konvertimi im i citimeve inline të autorëve në hiperlidhje.

Botuar për herë të parë më 3 gusht 2022.