211service.com
Pijn bij zuigelingen beoordelen
Zelfs ervaren ouders kunnen het moeilijk vinden om het verschil te zien tussen een baby die pijn heeft en een baby die honger heeft. Maar nu wordt er een gezichtsherkenningssysteem ontwikkeld dat de sluier over communicatie met baby's kan oplichten en ons in staat stelt te weten wanneer baby's echt pijn ervaren.
Zoek het verschil: kun je zien welke van deze baby's pijn hebben en welke misschien een slecht geval van gas hebben? Een nieuw softwaresysteem kan en kan van vitaal belang zijn voor de toekomst van de neonatale zorg.
Als het succesvol blijkt te zijn, kan dit soort software worden gebruikt in neonatale intensive care-afdelingen (NICU) om medisch personeel te helpen waarschuwen wanneer een baby ernstig van streek raakt, zegt Sheryl Brahnam , een informatiewetenschapper aan de Missouri State University in Springfield. Het probleem is dat ze pijn niet verbaal kunnen verwoorden, zegt ze. Om het nog erger te maken, is het repertoire van gezichtsuitdrukkingen van een baby erg beperkt, dus het is niet altijd gemakkelijk om te bepalen wanneer een baby daadwerkelijk pijn ervaart.
Momenteel gebruiken clinici objectieve schalen van pijnindicatoren voor pasgeborenen, zegt Gilbert Martin , directeur van NICU in het Citrus Valley Medical Center, in West Covina, CA. Dergelijke pijnschalen houden rekening met een verscheidenheid aan factoren, waaronder lichaamshouding, bloeddruk en gevoeligheid voor aanraking, evenals gezichtsuitdrukking. Maar er is meestal nog een element van subjectiviteit bij het beoordelen van een patiënt, zegt hij.
Tot voor kort was de algemene consensus dat pasgeboren baby's geen pijn konden ervaren. In feite was het tot het midden van de jaren negentig gebruikelijk dat baby's een operatie ondergingen zonder enige vorm van verdoving of pijnverlichting, zegt Martin. Het is echt verschrikkelijk om aan te denken, zegt hij. Maar de overtuiging was dat het zenuwstelsel van een pasgeborene niet volwassen genoeg was om pijn te ervaren, legt hij uit.
Het systeem van Brahnam, Classification of Pain Expressions (COPE) genoemd, maakt gebruik van gezichtsherkenningstechnieken om kenmerken van de uitdrukking van de baby te extraheren en te onderzoeken, zoals hoe gekreukeld de ogen zijn, de hoek van de mond en de rimpel van het voorhoofd.
Het systeem vertrouwt op een neuraal netwerkleeralgoritme dat is getraind op een database van 204 fotografische afbeeldingen van 26 verschillende baby's. Hiervan toonden 60 de baby's pijn. Deze foto's zijn gemaakt tijdens een standaard hielprik, een procedure die wordt gebruikt om bloed af te nemen en waarvan algemeen wordt erkend dat deze pijnlijk is. De rest van de foto's zijn gemaakt toen de baby's dezelfde gezichtsuitdrukkingen trokken, maar deze keer waren ze niet gestimuleerd door pijn. De laatste beelden werden verkregen met behulp van andere stimuli, zoals zachtjes blazen op de gezichten van de baby's. En als ze over hun hiel wrijven, trekt hun gezicht samen, zegt Brahnam.
Voorlopige tests toonden aan dat het systeem meer dan 90 procent nauwkeurig was. Dit is opmerkelijk, aangezien deze uitdrukkingen op elkaar kunnen lijken, zegt Brahnam. Toch wijst ze snel op de beperkingen van het gebruik van zo'n kleine trainingsset en stilstaande beelden in plaats van video. We hebben nog een lange weg te gaan om te zien of dit echt zou werken in een klinische setting, zegt ze.
Er is echt behoefte aan deze technologie, zegt Martin. Het zou heel welkom zijn als je een deel van de subjectiviteit zou kunnen wegnemen, zegt hij. Er zijn ook aanwijzingen dat het toestaan van pijn bij zuigelingen hun neurologische ontwikkeling in de loop van de tijd kan schaden, zegt hij. We hebben het over een onvolwassenheid bij kinderen die jaren later op stress reageren.
Pijn is een verdedigingsmechanisme in de frontlinie en vaak het eerste teken dat er iets mis is, zegt Brahnam. Dus afgezien van de kwestie om te voorkomen dat een ander mens lijdt, zijn er medische voordelen om pijn zo snel mogelijk te verlichten, zegt ze. Indien geplaatst boven NICU-bedden, kan een systeem als COPE medisch personeel helpen automatisch te detecteren wanneer een patiënt problemen krijgt.
Er is nu veel interesse in het vinden van manieren om pijn automatisch te detecteren, zegt Rosalind Picard , directeur van affectieve computeronderzoek aan het Massachusetts Institute of Technology, in Cambridge. En de toepassingen zijn niet beperkt tot pasgeborenen, zegt ze.
Picard is al benaderd door anesthesiologen die graag manieren willen vinden om de pijn die patiënten tijdens operaties ervaren te monitoren. Sommige gezichtsuitdrukkingen zijn onvrijwillig, zegt ze. Er zijn ook talloze voorbeelden van mensen die tijdens een operatie weer bij bewustzijn komen. Het is verschrikkelijk dat deze patiënten later melden dat ze alles hebben gevoeld wat de chirurg hen aandeed, maar dat ze het toch aan niemand konden vertellen vanwege de verlammende effecten van de medicijnen. In theorie is het misschien mogelijk om de onwillekeurige spierbewegingen van het gezicht te detecteren om te bepalen wanneer dit gebeurt, zegt Picard.
Het werk van Brahnam en haar collega's zal in een volgende uitgave van het tijdschrift verschijnen Beslissingsondersteunende systemen . Ze werken nu aan een vervolgonderzoek onder 500 zuigelingen en met behulp van videobeelden. Bewegende beelden moeten de onderzoekers in staat stellen om de dynamische kenmerken van pijnuitingen te onderzoeken, zegt ze.