Beurteilung von Schmerzen bei Säuglingen

Selbst erfahrenen Eltern fällt es schwer, zwischen einem Baby mit Schmerzen und einem hungrigen Baby zu unterscheiden. Aber jetzt wird ein Gesichtserkennungssystem entwickelt, das helfen könnte, den Schleier der Säuglingskommunikation zu lüften und uns zu ermöglichen, zu erkennen, wann Babys wirklich Schmerzen haben.

Erkennen Sie den Unterschied: Können Sie erkennen, welches dieser Babys Schmerzen hat und welches möglicherweise nur einen schweren Blähbauch hat? Ein neues Softwaresystem kann und könnte sich als entscheidend für die Zukunft der Neugeborenenversorgung erweisen.

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Wenn sich dies als erfolgreich erweist, könnte diese Art von Software auf neonatologischen Intensivstationen (NICU) verwendet werden, um medizinisches Personal zu alarmieren, wenn ein Säugling ernsthaft in Not geraten ist, sagt Sheryl Brahnam , ein Informatiker an der Missouri State University in Springfield. Das Problem ist, dass sie Schmerzen nicht verbal artikulieren können, sagt sie. Erschwerend kommt hinzu, dass das Repertoire an Gesichtsausdrücken eines Säuglings sehr begrenzt ist, sodass es nicht immer einfach ist festzustellen, wann ein Baby tatsächlich Schmerzen hat.



Derzeit verwenden Kliniker objektive Skalen von Schmerzindikatoren für Neugeborene, sagt Gilbert Martin , Direktor der neonatologischen Intensivstation des Citrus Valley Medical Center in West Covina, CA. Solche Schmerzskalen berücksichtigen eine Vielzahl von Faktoren, darunter Körperhaltung, Blutdruck und Berührungsempfindlichkeit sowie den Gesichtsausdruck. Aber in der Beurteilung eines Patienten gebe es normalerweise immer noch ein Element der Subjektivität, sagt er.

Bis vor kurzem war man sich einig, dass Neugeborene keine Schmerzen haben können. Tatsächlich war es bis Mitte der 1990er Jahre üblich, dass Säuglinge ohne Betäubung oder Schmerzlinderung operiert wurden, sagt Martin. Es ist wirklich schrecklich, daran zu denken, sagt er. Aber man glaubte, dass das Nervensystem eines Neugeborenen nicht reif genug sei, um Schmerzen zu empfinden, erklärt er.

Brahnams System namens Classification of Pain Expressions (COPE) verwendet Gesichtserkennungstechniken, um Merkmale des Gesichtsausdrucks des Babys zu extrahieren und zu untersuchen, wie z.

Das System basiert auf einem neuronalen Netzwerk-Lernalgorithmus, der auf einer Datenbank mit 204 fotografischen Bildern von 26 verschiedenen Säuglingen trainiert wurde. 60 davon zeigten, dass die Babys Schmerzen hatten. Diese Fotos wurden während eines normalen Fersenstichs aufgenommen – einem Verfahren zur Blutabnahme, das allgemein als schmerzhaft anerkannt wird. Die restlichen Bilder wurden aufgenommen, als die Säuglinge sehr ähnliche Gesichtsausdrücke zeigten, aber diesmal waren sie nicht durch Schmerzen stimuliert worden. Die letztgenannten Bilder wurden mit anderen Stimuli aufgenommen, wie z. Und wenn man sich die Ferse reibt, verzieht sich ihr Gesicht, sagt Brahnam.

Vorläufige Tests zeigten, dass das System zu mehr als 90 Prozent genau war. Das sei bemerkenswert, wenn man bedenke, wie ähnlich diese Ausdrücke aussehen können, sagt Brahnam. Trotzdem weist sie schnell auf die Grenzen der Verwendung eines so kleinen Trainingssets und von Standbildern anstelle von Videos hin. Wir haben noch einen langen Weg vor uns, um zu sehen, ob dies in einem klinischen Umfeld wirklich funktionieren würde, sagt sie.

Es besteht ein echter Bedarf an dieser Technologie, sagt Martin. Es wäre sehr willkommen, wenn Sie etwas von der Subjektivität entfernen könnten, sagt er. Es gebe auch Hinweise darauf, dass das Ermöglichen von Schmerzen bei Säuglingen ihre neurologische Entwicklung mit der Zeit beeinträchtigen könne, sagt er. Wir sprechen von einer Unreife bei Kindern, die Jahre später auf Stress reagieren.

Schmerz ist ein Abwehrmechanismus an vorderster Front und oft das erste Anzeichen dafür, dass etwas nicht stimmt, sagt Brahnam. Abgesehen von der Frage, das Leiden eines anderen Menschen zu verhindern, gebe es medizinische Vorteile, Schmerzen so schnell wie möglich zu lindern, sagt sie. Wenn es über Neugeborenenbetten angebracht wird, könnte ein System wie COPE dem medizinischen Personal helfen, automatisch zu erkennen, wenn ein Patient Probleme entwickelt.

Es besteht jetzt großes Interesse daran, Wege zu finden, um Schmerzen automatisch zu erkennen, sagt Rosalind Picard , Direktor für Affective Computing-Forschung am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. Und die Anwendungen seien nicht auf Neugeborene beschränkt, sagt sie.

Video-Gang-Namensstil

Picard wurde bereits von Anästhesisten angesprochen, die daran interessiert sind, Wege zu finden, die Schmerzen der Patienten während der Operation zu überwachen. Es gebe einige unfreiwillige Gesichtsausdrücke, sagt sie. Es gibt auch unzählige Beispiele für Menschen, die während einer Operation das Bewusstsein wiedererlangen. Erschreckenderweise berichten diese Patienten später, dass sie alles gespürt haben, was der Chirurg ihnen angetan hat, und dennoch aufgrund der lähmenden Wirkung der Medikamente niemandem davon erzählen konnten. Theoretisch könnte es möglich sein, die unwillkürlichen Muskelbewegungen des Gesichts zu erkennen, um festzustellen, wann dies geschieht, sagt Picard.

Die Arbeit von Brahnam und ihren Kollegen wird in einer der nächsten Ausgaben der Zeitschrift erscheinen Entscheidungsunterstützungssysteme . Derzeit arbeiten sie an einer Folgestudie mit 500 Säuglingen und unter Verwendung von Videobildern. Bewegte Bilder sollen es den Forschern ermöglichen, die dynamischen Eigenschaften von Schmerzausdrücken zu untersuchen, sagt sie.

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