Verlieren Sie sich nicht: eine neue Methode zur Diagnose von Demenz



    Jemand sagt Familie, Arbeit, Freunde, Charakter, Talente usw. zur Frage "Was macht dich?" Aber das allgemeinste für alle Möglichkeiten ist unser Verstand. Er macht uns zu dem, der wir sind. Wie jedes andere Organ oder System im menschlichen Körper ist das Gehirn jedoch nicht ewig. Es ist schrecklich, Ihre Hand zu verlieren, aber den Verstand zu verlieren, ist noch schlimmer, vor allem, wenn sich die Karriere eines Menschen immer genau auf die geistige Aktivität verlässt, das heißt, er war Wissenschaftler, Lehrer, Schriftsteller, Philosoph usw. Degenerative Prozesse im Gehirn, oft als Demenz bezeichnet, lassen sich im Frühstadium der Erkrankung am einfachsten behandeln. Aber dafür müssen Sie zuerst diese sehr Demenz diagnostizieren, was eine sehr schwierige Aufgabe ist.

    Heute werden wir über das Studium einer neuen Methode zur Diagnose von Demenz mittels maschinellem Lernen, visueller / akustischer Analyse und einem virtuellen Gesprächspartner-Diagnostiker sprechen. Wie effektiv diese Methode ist und welche bisher unbekannten Symptome er entdeckte, erfahren wir aus dem Bericht von Wissenschaftlern. Lass uns gehen.

    Ätiologie der Demenz

    Definition der Demenz besagt, dass es sich um erworbene Demenz handelt, die sich in der Einschränkung der Fähigkeit einer Person, neues Wissen, Fähigkeiten und Informationen zu absorbieren, sowie in dem Problem der Verwendung zuvor erworbener Kenntnisse, Fähigkeiten und Informationen ausdrückt.

    Zunächst ist das Wort "erworben" hervorzuheben, dh die Krankheit, genauer gesagt eine Gruppe von Krankheiten, ist nicht angeboren. Demenz ist meistens mit älteren Menschen verbunden. Wir haben alle über Krankheiten wie die Alzheimer-Krankheit, zerebrale Atherosklerose und seltener über die Pick-Krankheit gehört. Alle diese schrecklichen Krankheiten fallen in die Kategorie der Demenz.


    MRI-Scans und Abbildungen des Unterschieds zwischen einem gesunden Gehirn und der Alzheimer-Krankheit: eine signifikante Abnahme des Hippocampus, der für die Bildung neuer Erinnerungen verantwortlich ist; Das Schrumpfen des Kortex wirkt sich negativ auf die Bereiche aus, die für das Denken, Planen und Speichern verantwortlich sind. Hirnventrikel sind vergrößert.

    Menschen mit Demenz vergessen, wer sie sind, sie können sich nicht einmal an die hellsten Ereignisse in ihrem Leben erinnern, oft erinnern sie sich nicht an das, was vor einigen Minuten passiert ist. Ihr Verhalten ist manchmal unangemessen, irrational und erinnert manchmal an den Zustand von Wahnvorstellungen und sogar Halluzinationen. Dieses Leiden bringt nicht nur den Patienten selbst, sondern auch seine Angehörigen mit sich. Die Erkenntnis, dass eine Person, die Sie Ihr ganzes Leben lang als intelligent und einsichtig verstanden haben, sich plötzlich zu verlieren beginnt, ist eine schwere Belastung. Egal wie viel Zeit Sie damit verbringen, die gesamte Biographie des Patienten wiederzuerzählen, sondern auch, was um Sie herum interpretiert wird, er wird es trotzdem vergessen, nicht nach 5 Minuten, also in einer Stunde.

    Wie kann man Demenz verhindern? Die Antwort auf das Absurde ist einfach - um einen gesunden Lebensstil zu führen. Schädliche Gewohnheiten, ein Mangel an normalisierter körperlicher Aktivität und vor allem ein regelmäßiges Aufwärmen für den Geist werden zur Grundlage für die Entwicklung von Demenz, wenn sie das Alter erreicht. Natürlich gibt es Demenzformen, die durch andere Krankheiten oder Verletzungen verursacht werden. In einer solchen Situation hängt alles auch von der primären Behandlung der Ursache ab, da Demenz bereits ein indirektes, eine Art starkes Symptom ist.

    Der Wissenschaftler der Welt achtet jetzt nicht mehr auf die Behandlung von Demenz, sondern auf deren Vorbeugung. Dazu ist es notwendig, diese Krankheit in den frühesten Entwicklungsstadien zu identifizieren. Je früher es erkannt wird, desto wahrscheinlicher ist es, dass es seine Entwicklung in der Zukunft stoppt. Es gibt viele Diagnosemethoden, und jede ist gut.

    Die Helden der heutigen Geschichte sind Wissenschaftler, die sich für den Einsatz von Computertechnologie entschieden haben, um Ärzte bei einer so komplexen Aufgabe wie der Diagnose der frühen Demenzstadien abzusichern und zu unterstützen. Gegenwärtige Erkennungsmethoden für Krankheiten werden mit Blutuntersuchungen, MRI-Scans, Analyse der Liquor cerebrospinalis und kognitiven Tests gekoppelt, die von Spezialistenteams durchgeführt werden. Es funktioniert, aber es kostet viel Zeit und Geld, was der Patient möglicherweise nicht hat.

    Virtueller Gesprächspartner

    Bei der Diagnose von Krankheiten, die verbale, lexikalische und physiognomische Veränderungen zeigen, ist es wichtig, diese Abweichungen von der Norm zu erfassen. Es ist auch wichtig, den Patienten in einen Dialog mit dem Diagnostiker zu bringen. Wenn dieser Diagnostiker eine lebende Person ist, gibt es nicht so viele Probleme, aber wenn die Rolle des Arztes von einem Computer-Avatar gespielt wird, müssen bestimmte Merkmale des Patienten berücksichtigt werden.


    Die Schnittstelle des Programms zur Diagnose von Demenz.

    Zunächst ist zu beachten, dass der Hauptavatar das Programm MikuMikuDance - Animationseditor war, mit dem eine Person dreidimensionale animierte Videos erstellen kann. In Anbetracht des Ursprungslandes dieser Studie - Japan - ist die Sprache dieses Programms auch Japanisch.

    Das System eines virtuellen Gesprächspartners kann Sprache erkennen, Dialoge verwalten, Sprache in Text umwandeln und das Verhalten eines Avatars ändern, um sich an die Subjekte anzupassen.

    Praktizierende aus der Medizin nahmen an der Erstellung des Systems teil und berieten die Programmierer in einigen Feinheiten der Arbeit mit älteren Menschen, die in dieser Studie als Testpersonen fungierten. Erstens wurde die Sprachgeschwindigkeit des Avatars geringfügig reduziert, um die Wahrnehmung auf 3,38 Wörter pro Sekunde zu verbessern. Untertitel werden auf dem Bildschirm angezeigt (gotische Schriftart, Buchstabengröße 80), falls das Subjekt Probleme mit der Sprachwahrnehmung hat (dies kann sowohl auf Demenzsymptome als auch auf banale Hörprobleme zurückzuführen sein). Auch der Hochton des Avatars wurde anfangs um 0,7% gesenkt.

    Der Avatar selbst ist ein dreidimensionales Modell eines jungen Mädchens auf beigem Hintergrund ohne Bilder, da diese die Personen von dem Prozess ablenken könnten. Wenn das Subjekt eine Phrase äußert, nickt der Avatar, wenn er sie erkennt.

    Diagnosestufen

    Insgesamt gibt es 6 Stufen, von denen jede ihre eigene Aufgabe hat (in der Abbildung oben mit den Buchstaben a, b, c, d, e, f).

    I. Präsentation ( a ), wenn das System den Betreff begrüßt, ruft seinen Namen an und stellt die folgenden Fragen:
    - Wie lautet Ihr Name?
    - Wie alt bist du, wie alt sind Sie?

    Laut den Forschern verringert dieser einleitende Dialog zwar die Sprache, verringert jedoch die psychische Belastung der Probanden und führt sie in die Funktionsweise des Systems ein.

    Ii. Visuelle Verfolgung ( b ), wenn ein schwarzer Punkt auf dem Bildschirm erscheint, dem das Motiv zwei Minuten folgen muss. Mit diesem Test können Sie die Antwortverzögerung analysieren.

    Iii. Lesen ( c ), wenn ein Speichertest durchgeführt Wechsler (WMS-R). Der Text erscheint auf dem Bildschirm, den die Probanden laut vorlesen.

    Iv. Allen Fragen gemeinsam ( d ), wenn allen Probanden 3 Fragen gestellt werden: Welcher Tag ist heute (Q1), erzählen Sie etwas über sich selbst (Q2) und wie sind Sie hierher gekommen, dh an den Ort des Tests (Q3).

    V. Zufallsfragen ( e ), wenn der Avatar 5 Fragen stellt, die von dem im Voraus erstellten System von 13 zufällig ausgewählt werden:
    • Was ist die Jahreszeit?
    • Welches Jahr ist es?
    • Wer ist der japanische Premierminister?
    • Sind Sie Linkshänder oder Rechtshänder?
    • Schläfst du gut
    • Was ist dein Appetit?
    • Erzählen Sie uns bitte von einer kürzlich stattgefundenen Veranstaltung, die für Sie stressig war.
    • Erzählen Sie uns bitte von Khibari Misora ​​(berühmter japanischer Sänger).
    • Erzählen Sie uns bitte von Yujiro Ishihara (berühmter japanischer Schauspieler).
    • Bitte erzähl uns etwas über Shigeo Nagashim (einen berühmten japanischen Baseballspieler).
    • Was ist dein Hobby?
    • Was ist dein Lieblingslied?
    • Erzählen Sie uns bitte von Ihrer Familie.

    Vi. Nacherzählung ( f ), wenn das System den Datensatz verliert, in dem der Psychologe den Text liest und die Probanden diese Geschichte nacherzählen müssen.

    Ein wichtiges Merkmal sind die Pausen, die das System macht, bevor die nächste Frage gestellt wird: 10 Sekunden für einfache Fragen mit kurzen Antworten und 15 Sekunden für komplexe Fragen. Für die Interaktion zwischen Menschen sind solche Pausen ziemlich lang. Damit das System Sprache jedoch auch mit geringer Amplitude erkennt, wurde entschieden, längere Pausen zu verwenden.

    Der gesamte Kommunikationsprozess zwischen dem Subjekt und dem Avatar-Diagnostiker wurde zur weiteren Analyse von Bild und Ton (Physiognomie und Spracheigenschaften jedes Subjekts) auf der Kamera aufgezeichnet.

    An dieser Studie nahmen 33 Personen teil. 16 (12 Männer und 4 Frauen) von ihnen haben bereits klinische Anzeichen von Demenz, und die restlichen 17 (13 Männer und 4 Frauen) sind gesund. Beide Gruppen haben die Tests in verschiedenen Räumen getrennt voneinander bestanden.


    Die Daten der Probanden. Markierungen: AD - Alzheimer; NPH - Normaldruck-Hydrocephalus; DLB - Demenz mit Levi-Kälbern; MCI - leichte kognitive Beeinträchtigung.

    Die obige Tabelle enthält kurze Informationen zu jedem Thema: Anwesenheit / Abwesenheit von Demenz, Alter, Bildungsrate, Geschlecht, MMSE-Score (kurze Skala zur Beurteilung des psychischen Zustands - Fragebogen mit 30 Fragen) und Zeit, die der Test mit einem Avatar-Diagnostiker verbracht hat.

    Weiterhin wurden von 33 Teilnehmern an der Studie vier ausgeschlossen, da zwei der diagnostizierten Gruppen noch keine klinisch gesicherten Ergebnisse aufwiesen und zwei aus der gesunden Gruppe 22 und 23 Punkte bei der MMSE erzielten, was niedriger ist als der Durchlauf.

    Der MMSE-Test dient bereits als gute Unterstützung, da seine Ergebnisse weitgehend dem Vorhandensein oder Fehlen einer Diagnose bei den Probanden entsprechen. Der durchschnittliche Score einer gesunden Gruppe ist höher als der einer Demenzgruppe.

    Die empfangenen Audio- und Videodaten wurden durch das Erkennungssystem für das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Demenzsymptomen durchlaufen, das auf der Grundlage von zwei Algorithmen für maschinelles Lernen aufgebaut wurde. Die Hauptmodelle von Klassifizierern sind die logistische Regression und die Unterstützungsvektormethode.

    Hauptkriterien für die Beurteilung des Zustands des Teststahls:

    • Lücke ist die Pause zwischen der Frage des Avatars und der Antwort des Subjekts;
    • F0cov - Variationskoeffizient der gesprochenen Äußerungen;
    • Lächeln ist ein Indikator für die Anzahl der Bilder in der Aufnahme des Motivs, auf dem er lächelt.
    • h1a3 - die Differenz zwischen den Amplituden der ersten Harmonischen (h1) und des dritten Formanten (a3), wodurch die "Qualität" der Stimme bestimmt werden kann;
    • Leistung - Stimmamplitude;
    • Verben - die vom Subjekt verwendeten Verben;
    • Corr. - Korrekturen während der Rede;
    • Anzahl der Pausen - die Anzahl der Pausen zwischen Sätzen;
    • Prop. von Pausen - der Anteil der Pausen während der Antwort;
    • Zögern - der Koeffizient der Unsicherheit während der Antwort;
    • Token - Sprachmarker (Anzahl der Wörter);
    • Substantive - Substantive;
    • AR - Artikulationsrate;
    • TTR - das Verhältnis von eindeutigen Wörtern und Wiederholungen;
    • D-Wert - Diversity-Index.




    P-Wert (P-Wert): Je niedriger dieser Indikator ist, desto größer ist der Unterschied zwischen den Ergebnissen der beiden Subjektgruppen. Cohens D oder Effektgröße zeigt, wie stark der Einfluss des einen oder anderen Kriteriums auf die Bildung des Endergebnisses, dh der Diagnose, ist. Trend - zeigt den Trendvektor in der Gruppe mit Demenz.



    Die obige Tabelle zeigt die Beziehung zwischen dem Indikator „Pause“ und der Art der Fragen sowie den P-Wert einer gesunden Gruppe und einer Gruppe mit Demenz.

    Wie aus diesen Daten ersichtlich, war die einfachste Frage für Personen mit Demenz die Frage, wie Sie hierher gekommen sind, dh zum Testort. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich diese Informationen auf Ereignisse der jüngsten Vergangenheit beziehen.


    ROC-Kurve zur Beurteilung der Klassifizierungsqualität anhand der logistischen Regression und der Support-Vektor-Methode.

    Die Genauigkeit der Systemdiagnose basierend auf logistischer Regression betrug 79% und basierend auf Unterstützungsvektoren - 83%.

    Für eine detailliertere Studie der Studie lesen Sie den Bericht der Wissenschaftler.

    Nachwort

    Diese Ergebnisse weisen auf eine ziemlich hohe Genauigkeit dieser ungewöhnlichen Diagnosemethode hin, die einen Dialog mit einem virtuellen Gesprächspartner, eine akustische und visuelle Analyse und maschinelles Lernen kombiniert.

    Natürlich kann es zu dieser Studie Beschwerden geben. Viele glauben also, dass man mit Hilfe des P-Wertes die Ergebnisse von Experimenten manipulieren kann, sie an die gewünschten Werte anpasst und sie dadurch diskreditiert. Forscher argumentieren jedoch, dass ihre Arbeit auf realen Messungen basiert. Hoffen wir, dass es stimmt. Denn solche Studien sind, wenn sie ehrlich und mit großer Aufmerksamkeit durchgeführt werden, für die Menschheit von großer Bedeutung.

    Ich schreibe diesen Artikel nicht so sehr mit dem Zweck, Informationen über die oben beschriebene Forschung auszutauschen, sondern im Interesse der nächsten, aber nicht überflüssigen, Ankündigung des Problems, die oft nicht bemerkt wird. Demenz ist nicht nur "Senilität", sie ist sowohl für den Patienten als auch für seine Angehörigen ein ernstes Problem. Leider wird das Problem der Demenz in den postsowjetischen Ländern nicht so lebhaft diskutiert. Durch die Entwicklung einer schnellen, kostengünstigen und wirksamen Methode zur vorbeugenden Diagnose von Demenz ist es jedoch möglich, die Lebensqualität von Millionen von Menschen zu verbessern. Ganz zu schweigen von den Sozialleistungen. Denn viele Demenzkranke sind nicht nur in der Lage, etwas für die Gesellschaft und / oder zumindest für ihre Angehörigen zu tun, sondern wollen dies auch. Aber wegen der Krankheit werden sie zu Geiseln ihres eigenen Geistes, die durch unglückliche Zufälle von Umständen und Faktoren nicht wie zuvor funktionieren können. Eine Person, deren Bewusstsein nur für einen Moment von der Nicht-Existenz zurückkehrt, um seine Unfähigkeit zu erkennen und normal zu empfinden, und dies nicht einmal verbal ausgedrückt, sondern mit einem Blick ausgedrückt - ein solches "Spektakel" lässt uns eines verstehen - ohne unser Gehirn sind wir nur Taschen von Fleisch und Knochen .

    Ich werde nicht mit der Tatsache argumentieren, dass dieses Material nicht so informativ ist, wie wir es gerne hätten. Aber ich wiederhole, diese Studie ist nur ein Grund, den Gedanken einer Person auszudrücken, die täglich mit Demenz konfrontiert ist. Wie ich schon sagte - Erklärungen, Erinnerungen, Logik, Hinweise und andere Dinge funktionieren nur mit einer gesunden Person. Demenz nimmt einem Menschen nicht nur die Erinnerung und die Fähigkeit, vernünftig zu denken, es nimmt ihm einen Menschen weg.

    Deshalb sage ich kurz - kümmere dich um diejenigen, die du liebst, denn du weißt nie, wann du sie verlieren kannst.

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