Ocena bólu u niemowląt

Nawet wytrawnym rodzicom trudno jest odróżnić cierpiące dziecko od głodnego dziecka. Ale teraz opracowywany jest system rozpoznawania twarzy, który może pomóc podnieść zasłonę w komunikacji niemowląt i pozwolić nam wiedzieć, kiedy dzieci naprawdę doświadczają bólu.

Zauważ różnicę: czy możesz powiedzieć, które z tych dzieci cierpi, a które może mieć po prostu ciężki przypadek gazu? Nowy system oprogramowania może i może okazać się kluczowy dla przyszłości opieki noworodkowej.

Jeśli to się powiedzie, tego rodzaju oprogramowanie może zostać wykorzystane na oddziałach intensywnej opieki neonatologicznej (NICU) w celu ostrzegania personelu medycznego, gdy niemowlę staje się poważnie zestresowane, mówi Sheryl Brahman , informatyk na Uniwersytecie Stanowym Missouri w Springfield. Problem polega na tym, że nie potrafią werbalnie wyrazić bólu, mówi. Co gorsza, repertuar mimiki niemowlęcia jest bardzo ograniczony, więc nie zawsze łatwo jest określić, kiedy dziecko faktycznie odczuwa ból.

Obecnie klinicyści stosują obiektywne skale wskaźników bólu dla noworodków, mówi Gilberta Martina , dyrektor NICU w Citrus Valley Medical Center w West Covina w Kalifornii. Takie skale bólu uwzględniają różne czynniki, w tym postawę ciała, ciśnienie krwi i wrażliwość na dotyk, a także wyraz twarzy. Ale zwykle jest jeszcze element subiektywności w ocenie pacjenta – mówi.

Do niedawna panował ogólny konsensus, że noworodki nie mogą odczuwać bólu. W rzeczywistości, do połowy lat 90. niemowlęta poddawano zabiegom chirurgicznym bez jakiegokolwiek znieczulenia lub łagodzenia bólu, mówi Martin. To naprawdę okropne, o czym myśleć, mówi. Ale wierzył, że układ nerwowy noworodka nie jest wystarczająco dojrzały, by odczuwać ból, wyjaśnia.

System Brahnama, zwany Klasyfikacja Wyrażeń Bólowych (COPE), wykorzystuje techniki rozpoznawania twarzy, aby wyodrębnić i zbadać cechy wyrazu twarzy dziecka, takie jak zmarszczone oczy, kąt ust i bruzda brwi.

System opiera się na algorytmie uczenia sieci neuronowych, który został wyszkolony na podstawie bazy danych 204 obrazów fotograficznych 26 różnych niemowląt. Spośród nich 60 pokazało dzieci w bólu. Te zdjęcia zostały zrobione podczas standardowego nakłucia pięty – procedury używanej do pobierania krwi, która jest powszechnie uznawana za bolesną. Pozostałe zdjęcia zostały wykonane, gdy niemowlęta miały bardzo podobny wyraz twarzy, ale tym razem nie były stymulowane bólem. Te ostatnie obrazy uzyskano przy użyciu innych bodźców, takich jak delikatne dmuchanie na twarze dzieci. A pocieranie pięty powoduje, że ich twarz się marszczy, mówi Brahnam.

Wstępne testy wykazały, że system był dokładny w ponad 90 procentach. Jest to niezwykłe, biorąc pod uwagę, jak podobne mogą wyglądać te wyrażenia, mówi Brahman. Mimo to szybko wskazuje na ograniczenia związane z używaniem tak małego zestawu treningowego i nieruchomych obrazów zamiast wideo. Przed nami długa droga, aby sprawdzić, czy to naprawdę zadziała w warunkach klinicznych, mówi.

Technologia ta jest naprawdę potrzebna, mówi Martin. Byłoby bardzo mile widziane, gdyby można było usunąć część podmiotowości, mówi. Istnieją również dowody sugerujące, że umożliwienie niemowlętom odczuwania bólu może z czasem zaburzyć ich neurologiczny rozwój, mówi. Mówimy o niedojrzałości dzieci reagujących na stres po latach.

Ból jest frontowym mechanizmem obronnym i często pierwszą oznaką, że coś jest nie tak, mówi Brahnam. Mówi, że oprócz kwestii zapobiegania cierpieniu drugiego człowieka, jak najszybsze łagodzenie bólu przynosi korzyści medyczne. W przypadku zamontowania nad łóżeczkami dla noworodków, system taki jak COPE może pomóc personelowi medycznemu automatycznie wykryć, kiedy u pacjenta pojawią się problemy.

Obecnie istnieje duże zainteresowanie znalezieniem sposobów automatycznego wykrywania bólu, mówi Rosalind Picard , dyrektor badań nad afektywnymi obliczeniami w Massachusetts Institute of Technology w Cambridge. A aplikacje nie ograniczają się do noworodków, mówi.

Do Picarda zwrócili się już anestezjolodzy, którzy chcą znaleźć sposoby na monitorowanie bólu odczuwanego przez pacjentów podczas operacji. Mówi, że niektóre wyrazy twarzy są mimowolne. Istnieją również niezliczone przykłady osób odzyskujących przytomność podczas operacji. Co przerażające, pacjenci ci później donoszą, że czuli wszystko, co robił im chirurg, a mimo to nie byli w stanie nikomu powiedzieć z powodu paraliżującego działania leków. Teoretycznie możliwe jest wykrycie mimowolnych ruchów mięśni twarzy, aby określić, kiedy to się dzieje, mówi Picard.

Prace Brahmana i jej współpracowników ukażą się w kolejnym numerze czasopisma Systemy Wspomagania Decyzji . Obecnie pracują nad dalszym badaniem obejmującym 500 niemowląt i wykorzystującym obrazy wideo. Mówi, że ruchome obrazy powinny umożliwić naukowcom zbadanie dynamicznych cech ekspresji bólu.

ukryć