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 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.

Vlastní laboratoř doma či na koleji

Sety domácí robotické laboratoře vyvinuli a poskytli svým studentům pedagogové katedry řídicí techniky FEL ČVUT. Základem je speciální výukový robot, díky němuž lze dnes náročný předmět Automatické řízení zahrnující přednášky, cvičení i laboratoře, studovat zcela distančně.

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