Foto: FEL ČVUT

Parkinsonovu chorobu lze odhalit z mimiky obličeje

Ztráta spontánních pohybů obličeje a ztížená artikulace patří k běžným projevům Parkinsonovy choroby. 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. Jejich práci v září 2022 publikoval prestižní vědecký časopis npj Digital Medicine ze skupiny časopisů vydavatelství Nature.

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

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. 

Pro sběr dat využívají vědci hovory v mobilních telefonech pacientů

Od samého počátku vývoje nástrojů hodnotících změny mimiky a řeči u pacientů s Parkinsonovou chorobou vědci z FEL ČVUT 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.“

Sběr dat pro následnou akustickou analýzu 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 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.

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.

Novotny, M., Tykalova, T., Ruzickova, H. et al. Automated video-based assessment of facial bradykinesia in de-novo Parkinson’s disease. npj Digit. Med. 5, 98 (2022). https://doi.org/10.1038/s41746-022-00642-5

tisková zpráva Fakulty elektrotechnické ČVUT

První panchromatická studie slapového roztrhání hvězdy s výtryskem

V některých případech slapové rozrušení vyvolá vznik relativistického výtrysku (jetu) s materiálem vyvrženým z černé …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close