瑞士研究人员使用视频对自闭症的早期检测
受自闭症谱系障碍影响的人经常在社交交往中遇到沟通问题和困难。虽然经常,这种疾病是很难诊断之前,孩子是五岁。然而,早期治疗可以通过提供特定的行为干预来弥补这些困难,这些干预侧重于培养受自闭症影响的技能。
这就是为什么瑞士日内瓦大学(UNIGE)的一个跨学科小组开发了一种基于自动视频分析的人工智能(AI)算法,从而可以匿名和标准化地研究儿童的非语言交流。
该技术声称易于使用,它正确分类了80%的短视频案例,显示5岁以下或无自闭症儿童与成人玩耍。这些结果发表在《科学报告》杂志上,可能为早期发现自闭症的工具铺平道路。
自闭症谱系障碍影响每54名儿童中就有1名,其特点是社交互动困难,沟通技巧改变,行为重复,兴趣有限。因此,孤独症儿童往往难以遵循学校的标准课程。
但是,如果在 3 岁之前做出诊断,通常可以弥补这种发育延迟。具体的行为干预实际上可能会改变他们获得技能的轨迹,并允许他们融入公立学校,"联合大学医学院精神病学系教授、该研究的高级作者Marie Schaer指出。
因此,挑战在于早期诊断,因为孤独症往往在3岁以后被诊断得太晚。
使用自动视频分析
孤独症的特点是非语言交流,不同于通常发育的孩子。玛丽·舍尔团队的研究员、这项研究的第一作者娜达·科约维奇说:"在某些方面,情况就不同了,比如很难建立眼神交流、微笑、指着物体或者它们对周围事物感兴趣的方式。
Kojovic补充说:"这就是为什么我们设计了一个使用人工智能的算法,分析视频中儿童的运动,并识别他们是否具有自闭症谱系障碍的特征。
在三年的时间里,科学家在Synapsy的瑞士国家自满研究中心(NCCR)的支持下,开发了这种算法,旨在根据孩子与他人互动时的动作对视频进行分类。
为此,他们首先使用了卡内基梅隆大学开发的一种名为 OpenPose 的技术。这种计算机视觉技术提取视频中捕获的移动人的骨骼,并通过删除所有显著特征(年龄、性别、背景等)来实现运动分析,从而在空间和时间上保持骨架关系。
Unige的研究团队随后开发出其AI算法,旨在检测自闭症,并在68名正常发育的儿童和68名自闭症儿童身上进行了测试,这些儿童年龄都在5岁以下。
"我们将每组分成两组:每组的前 34 组"训练"我们的 AI,以区分有自闭症和无自闭症儿童的非语言行为。其他人则帮助我们测试它的准确性。我们还对另外101名儿童群体进行了评估,"信息科学研究所研究员、日内瓦经济管理学院(GSEM)和UNIGE大学信息学中心(CUI)的教职员工托马斯·迈拉特解释道。
AI 过滤儿童与成人自由玩耍的视频。"没有预先确定的场景。这是一个自由分析儿童非语言行为的问题,同时给他们各种各样的对象,使他们能够确定孤独症的缺失,"Kojovic说。
结果显示,在80%以上的病例中,人工智能对自闭症进行了准确的分类。"这是一个惊人的结果,"玛丽·舍尔热情地说。"在 10 分钟内,我们确实可以获得任何人可以访问的第一张支票,无论他们住在哪里。
这将使担心孩子的父母能够得到自闭症症状的初步自动评估。
科约维奇说:"这当然不完美,但这可能是与专家协商确认的第一步。
研究还表明,从父母的第一次关注到他们转介到特别咨询,往往需要一年多的时间。
此外,这种自动视频分析提供完全匿名性。日内瓦研究人员继续说:"这不仅对于专家之间的视频交流,改善诊断,而且对学生的培训都是无价的。
应当指出,这项技术不需要直接干预儿童。"安装运动传感器既费时又敏感:它也可以打扰儿童并影响结果。在这里,基于计算机视觉的分析是非侵入性的,"娜达·科约维奇说。
此外,由于它不需要任何特殊的设置,该算法可用于分析过去录制的视频,这对于研究目的具有明显的优势。
多学科团队现在的目标是向所有人提供此 AI。"我们现在想开发应用程序,允许使用智能手机录制 10 分钟的视频进行此类分析。