Témata
Reklama

Vědci odhalí Parkinsona podle mimiky

Parkinsonova choroba, co to vlastně znamená? K jejím projevům patří ztráta spontánních pohybů obličeje a ztížená artikulace. Odborníci z Fakulty elektrotechnické ČVUT ve spolupráci s neurology z 1. lékařské fakulty UK vyvinuli metody automatické videoanalýzy pohybů obličeje a akustické analýzy řeči, podle nichž dokáží odhalit Parkinsonovu chorobu v počátečních fázích onemocnění.

Snížením mimiky, tedy ztrátou spontánních pohybů obličeje, trpí až 92 % pacientů s Parkinsonovou chorobou. Společně s poruchami řeči se jedná o jeden z nejranějších projevů tohoto závažného neurodegenerativního onemocnění, přičemž další symptomy jako potíže s polykáním a slinění se objevují až v pozdějších fázích onemocnění. Hodnocení mimiky patří do standardního neurologického vyšetření. Dosud však nebylo možné ztrátu expresivity obličeje v brzkých stádiích Parkinsonovy choroby objektivně zkoumat kvůli nedostatku účinných diagnostických nástrojů.

Videoanalýza pohybů obličeje

Nová metoda využívá dvanáct biometrických ukazatelů (markerů), popisujících pohyby čela, kořene nosu, obočí, očí, tváří, úst a čelisti. (Zdroj: ČVUT)

Vědecký tým ve složení doc. Jan Rusz, dr. Michal Novotný, dr. Tereza Tykalová z katedry teorie obvodů FEL ČVUT a doc. Petr Dušek, prof. Evžen Růžička a dr. Hana Růžičková z Neurologické kliniky 1. LF UK vyvinul metodu automatické videoanalýzy pohybů obličeje při běžné promluvě, která dokáže zachytit Parkinsonovu chorobu u nově diagnostikovaných pacientů, tedy v brzkém stádiu onemocnění.

Nová metoda využívá dvanáct biometrických ukazatelů (markerů), popisujících pohyby čela, kořene nosu, obočí, očí, tváří, úst a čelisti. Podle prvního autora studie dr. Michala Novotného popisuje algoritmus změny tvaru obličeje měřením změn vzdálenosti mezi detekovanými významnými obličejovými body a také změny ve vráskách pomocí hodnocení změn textury definovaných oblastí.

„Automatická videoanalýza zachytí rozdíly ve všech předem definovaných oblastech obličeje. Nejčastějším projevem je snížená variabilita pohybů úst a čelisti související se ztrátou hybnosti spodní části obličeje. Dalším signálem je snížený výskyt vrásek na čele a u kořene nosu, jež provází pokles emoční mimiky během mluvení,“ vysvětluje výzkumník z katedry teorie obvodů Fakulty elektrotechnické ČVUT, který se na výzkumu podílí již deset let ve skupině vedené doc. Janem Ruszem.

Reklama
Reklama
Reklama

Mobilní telefony pro sběr dat

Vědecký tým z katedry teorie obvodů FEL ČVUT ve složení doc. Jan Rusz, dr. Michal Novotný, dr. Tereza Tykalová. (Zdroj: ČVUT)

Vědci z FEL ČVUT od počátku vývoje nástrojů hodnotících změny mimiky a řeči u pacientů s Parkinsonovou chorobou úzce spolupracují s lékaři z Neurologické kliniky 1. lékařské fakulty UK a Všeobecné fakultní nemocnice v Praze. Vedle videoanalýzy obličejových markerů tým vědců z obou pracovišť již dříve vyvinul metodu akustické analýzy řeči, která představuje další způsob, jak odhalit Parkinsonovu chorobu v raném stádiu.

„U Parkinsonovy choroby je typickým projevem rigidita, tedy ztuhnutí svalstva,“ vysvětluje doc. Petr Dušek z 1. lékařské fakulty UK. „To se časem začne projevovat v řeči, která je monotónní, hůře artikulovaná a v pozdních stádiích se může stát zcela nesrozumitelnou.“

Pro následnou akustickou analýzu je nezbytný sběr dat. Ten probíhá tak, že je pacient vybaven mikrofonem a logoped ho instruuje k provádění různých řečových úloh, přičemž se zaznamenává jeho hlas, způsob řeči i výraz obličeje. Neurolog pak pacientovi provede klinické vyšetření doplněné magnetickou rezonancí.

Další součást výzkumu

Součástí výzkumu se stal i projekt SmartSpeech, který vědci spustili v loňském roce. „Pětasedmdesát účastníků studie má dva roky k dispozici mobil se speciální aplikací a z něj vyřizuje své běžné telefonní hovory,“ vysvětluje Jan Rusz. Výzkumníci po dvouletém intervalu vyhodnotí, zda došlo k významnému zhoršení řeči, například zda účastníci méně intonují a jejich artikulace se stává nepřesnější. To by mohlo poukázat na rozvoj Parkinsonovy nemoci. „Pokud se potvrdí naše hypotéza, bude projekt SmartSpeech znamenat průlom v možnostech časné diagnózy a zlepšení náboru vhodných pacientů pro klinické studie zabývající se vývojem neuroprotektivní léčby,“ dodává doc. Rusz.

Výzkumný tým z FEL ČVUT již dříve spolupracoval s Michael J. Fox Foundation a dalšími evropskými a americkými špičkovými klinickými centry a soustředí se na rozšíření testování na větší vzorky pacientů v dalších indoevropských jazycích. „Kromě aplikace v různých jazycích se naše akustické metody dají využít i u dalších neurodegenerativních onemocnění, jako je například roztroušená skleróza nebo Huntingtonova nemoc,“ uzavírá doc. Rusz.

__________________________________________________________________________________________________

Zdroj: Tisková zpráva FEL ČVUT. Zpracováno redakcí.

Související články
Autonomní roboty na vodě i nad vodou

Výzkumníci ze skupiny multirobotických systémů (MRS) z ČVUT, Fakulty elektrotechnické, představili 22. dubna u vodní nádrže Orlík výsledky svých projektů zaměřených na kooperaci létajících robotů a autonomně řízených lodí. Hlavním cílem projektů bylo přesnější a rychlejší mapování znečištění vodních ploch a také lepší ovládání pasivních hladinových plavidel tažených lodí.

Autonomní elektrická studentská formule

V polovině června představil studentský tým eForce FEE Prague Formula z ČVUT v Praze svoji novou závodní formuli. Pro letošní závodní sezonu soutěže Formula Student studenti propojili vývoj pilotované a autonomní elektroformule a vyvinuli vůz s elektrickým pohonem, který je schopen jezdit část závodu s pilotem a část v autonomním režimu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Na ČVUT soutěžili středoškoláci se svými roboty

V pátek 15. prosince se na půdě Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze konalo finále 15. ročníku Robosoutěže FEL ČVUT pro střední školy. Ve finále se utkalo 36 nejlepších robotických vozítek, které týmy středoškoláků navrhly a vyrobily ze stavebnice Lego Mindstorms Education. Finalisté postoupili ze 4 předkol, jichž se zúčastnilo celkem 168 přihlášených „středoškolských“ robotů.

Jak bojovat s padělky

Metoda, která umožní identifikovat padělky autorských fotografií vznikla na Fakultě elektrotechnické ČVUT. Zdejší výzkumníci vyvinuli postupy pro ověřování originálních autorských tisků, ve kterých využívají vlastností hyperspektrální kamery a následného zpracování obrazu.

Česká aplikace pro miliony Američanů

Pro nekomerční televizní společnost Czech-American TV je určena nová aplikace pro chytré televize. Aplikace se vyznačuje vysokou mírou uživatelské přívětivosti na úrovni Netflixu či Amazon Prime. Pro amerického zákazníka ji navrhl a implementoval čerstvý absolvent Fakulty elektrotechnické ČVUT Viktor Sinelnikov.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit