雷鋒網(wǎng)消息 近日，赫爾辛基大學(xué)和比薩大學(xué)研究人員，與AI公司坦佩雷 (Tampere)的神經(jīng)事件實(shí)驗(yàn)室(Neuro Event Labs)合作，開(kāi)發(fā)并證明了一種新的評(píng)估兒童神經(jīng)發(fā)育的方法。

研究人員利用AI圖像識(shí)別算法將視頻記錄中幼兒的圖像運(yùn)動(dòng)模式自動(dòng)轉(zhuǎn)化為如圖所示的“火柴人（stick man）”形式的客觀生物標(biāo)記物，在這項(xiàng)同行評(píng)審的研究中，該方法已被用于識(shí)別早期腦癱（CP）。

AI“火柴人”揭示運(yùn)動(dòng)基本要素

腦癱的識(shí)別往往通過(guò)觀察嬰幼兒的動(dòng)作及反應(yīng)情況，極大地依靠醫(yī)生的主觀視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)誤診或效率低。

另外，目前進(jìn)行嬰幼兒腦癱識(shí)別診斷的醫(yī)生，需要通過(guò)國(guó)際水平課程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，這很大程度地限制了具有相關(guān)技能的醫(yī)生或治療師的數(shù)量。

“行業(yè)迫切需要客觀和自動(dòng)化的方法，允許醫(yī)生在更廣泛的范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，并使世界上盡可能多的兒童可以使用。”赫爾辛基大學(xué)臨床神經(jīng)生理學(xué)教授Sampsa Vanhatalo說(shuō)。

本文所述研究利用一種被稱(chēng)為姿勢(shì)估計(jì)（pose estimation）的技術(shù)，創(chuàng)建了一種能夠精確提取兒童動(dòng)作的方法，該方法可以根據(jù)兒童運(yùn)動(dòng)視頻，可以構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)化的“火柴人”棒形圖視頻。

雷鋒網(wǎng)了解到，在這項(xiàng)研究中，研究人員選擇了2011年至2017年期間參加意大利IRCCS Stella Maris基金會(huì)研究的21名8-17周嬰兒的存檔視頻。其中，14例呈現(xiàn)典型的低風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)，7例呈現(xiàn)非典型運(yùn)動(dòng)并在后來(lái)被診斷為腦癱。

使用坦佩雷神經(jīng)事件實(shí)驗(yàn)室的姿勢(shì)估計(jì)模型，轉(zhuǎn)化出“火柴人”視頻后，研究人員向具有轉(zhuǎn)基因?qū)I(yè)知識(shí)的醫(yī)生提供“火柴人”視頻，以查看這些視頻中是否保留了傳統(tǒng)腦癱診斷上重要的信息。結(jié)果顯示，僅使用“火柴人”視頻，幼兒的臨床基本信息可以被保留，醫(yī)生能夠把95%的病例分配為診斷組。

該研究證明，自動(dòng)算法可以從正常視頻記錄中提取臨床上重要的運(yùn)動(dòng)模式。這些棒圖視頻可以直接用于定量分析，識(shí)別兒童腦癱。

Vanhatalo表示 ，在兒童腦癱研究中，個(gè)人隱私是行業(yè)瓶頸?！盎鸩袢恕毖芯康囊饬x在于使用簡(jiǎn)筆畫(huà)視頻不會(huì)涉及隱私問(wèn)題，數(shù)據(jù)可以在全球研究中共享。

AI運(yùn)動(dòng)分析應(yīng)用于神經(jīng)學(xué)

運(yùn)動(dòng)分析可以以多種方式改善醫(yī)生對(duì)疾病的治療決策，為不同治療策略效果提供客觀的定量測(cè)量方法。

除早期腦癱檢測(cè)外，AI自動(dòng)運(yùn)動(dòng)分析在評(píng)估嬰兒神經(jīng)發(fā)育方面具有許多潛在的應(yīng)用。

例如應(yīng)用兒童健康管理，自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)分析可以對(duì)兒童進(jìn)行院外篩查，以識(shí)別需要進(jìn)一步護(hù)理的兒童，或者在關(guān)注兒童發(fā)育的情況下確保大腦發(fā)育正常。

據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，在上述研究結(jié)果出來(lái)后，研究人員又在進(jìn)行另一項(xiàng)兒童研究。目前已經(jīng)收集了包括3D視頻記錄在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)集，正在開(kāi)發(fā)一種基于AI的嬰兒運(yùn)動(dòng)成熟度評(píng)估方法。

Vanhatalo教授表示，新的研究理由很簡(jiǎn)單：我們用人工智能評(píng)估運(yùn)動(dòng)，未來(lái)兒童由于發(fā)育不成熟，表現(xiàn)出來(lái)的與實(shí)際年齡不符的運(yùn)動(dòng)特征就會(huì)被發(fā)現(xiàn)并及早進(jìn)行干預(yù)治療?！?br/>

“使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能可以從簡(jiǎn)單的家庭級(jí)視頻錄制中提取大量與臨床有用的信息。最終目標(biāo)是能夠在任何地方，視頻都可以高質(zhì)量反應(yīng)嬰兒情況。“Vanhatalo總結(jié)道。

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