De App bekijkt uw leerling om een hersenschudding te detecteren

een smartphone-app kan hersenschuddingen en andere hersenletsel in het veld detecteren, hetzij aan de zijlijn van een sportwedstrijd, op het slagveld, of thuis van oudere volwassenen die vatbaar zijn voor vallen.,

De app, genaamd PupilScreen, kan veranderingen in de reactie van een leerling op licht detecteren met behulp van de videocamera van een smartphone en deep learning tools—een soort kunstmatige intelligentie—die veranderingen kunnen kwantificeren die niet waarneembaar zijn voor het menselijk oog.

deze pupillaire lichtreflex wordt al lang gebruikt om te beoordelen of een patiënt ernstig traumatisch hersenletsel heeft, en recent onderzoek heeft aangetoond dat het nuttig kan zijn bij het opsporen van mildere hersenschuddingen—waardoor een geheel nieuwe weg voor screening wordt geopend.het team van computerwetenschappers, elektrotechnici en medische onderzoekers heeft aangetoond dat PupilScreen kan worden gebruikt om gevallen van ernstig traumatisch hersenletsel op te sporen.,

een breder klinisch onderzoek dit najaar zal PupilScreen in handen geven van coaches, medische spoedeisende hulptechnici, artsen en anderen om meer gegevens te verzamelen over de pupilresponskarakteristieken die het meest nuttig zijn bij het vaststellen van dubbelzinnige gevallen van hersenschudding. De onderzoekers hopen binnen twee jaar een commercieel verkrijgbare versie van PupilScreen uit te brengen.,

‘een game-changer’

“het hebben van een objectieve maatregel die een coach of ouder of iemand aan de zijlijn van een spel kan gebruiken om een hersenschudding te screenen, zou echt een game-changer zijn”, zegt Shwetak Patel, een professor in de informatica & engineering and of electrical engineering aan de Universiteit van Washington.

” Op dit moment zijn de beste screeningprotocollen die we hebben nog steeds subjectief, en een speler die echt terug wil op het veld kan manieren vinden om het systeem te spelen,” zegt hij.,

zoals beschreven in een paper gepresenteerd Sept., 13 op Ubicomp 2017 kan PupilScreen bijna net zo goed de pupilreflex van een patiënt beoordelen als een pupilometer, een dure en zelden gebruikte machine die alleen in ziekenhuizen wordt aangetroffen. Het gebruikt de flitser van de smartphone om de ogen van de patiënt te stimuleren en de videocamera om een video van drie seconden op te nemen.

de video wordt verwerkt met behulp van deep learning-algoritmen die kunnen bepalen welke pixels behoren tot de pupil in elk videoframe en de veranderingen in pupil-grootte tussen die frames kunnen meten.,

in een kleine pilotstudie die 48 resultaten combineerde van patiënten met traumatisch hersenletsel en van gezonde mensen, waren artsen in staat om de hersenletsel met bijna perfecte nauwkeurigheid te diagnosticeren met behulp van de output van de app alleen.

objectieve beoordeling

in de amateursport van vandaag bestaan zelfs de beste praktijken die coaches of ouders gebruiken als een atleet wordt verdacht van een hersenschudding tijdens een wedstrijd—hen vragen waar ze zijn, een lijst met woorden herhalen, balanceren, een vinger tegen hun neus aanraken—hoofdzakelijk uit subjectieve beoordeling.,

” …we denken dat dit apparaat iedereen in staat zal stellen van Little League coaches tot NFL artsen tot spoedeisende hulp artsen om snel hoofdletsel te detecteren en triage.”

daarentegen beoogt PupilScreen objectieve en klinisch relevante gegevens te genereren die iedereen aan de zijlijn zou kunnen gebruiken om te bepalen of een speler verder moet worden beoordeeld op hersenschudding of ander hersenletsel.

De Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en preventie schatten ongeveer de helft van de 3.,8 miljoen hersenschuddingen per jaar in de VS alleen al door recreatieve sportblessures worden nog steeds niet gediagnosticeerd, waardoor miljoenen jonge spelers en volwassenen in gevaar komen voor toekomstige hoofdletsel en permanente cognitieve tekorten.historisch gezien is er geen betrouwbare manier om een hersenschudding te diagnosticeren—zelfs niet op de eerste hulp, zegt coauteur Lynn McGrath, een huisarts op de afdeling Neurologische Chirurgie van de universiteit. Artsen doen meestal tests om ergste gevallen uit te sluiten, zoals een hersenbloeding of schedelfractuur. Nadat ernstiger hoofdletsel is uitgesloten, kan een diagnose van hersenschudding worden gesteld.,

medische professionals gebruiken al lang de pupillichtreflex-meestal in de vorm van een penlight—test waarbij ze een licht in de ogen van een patiënt schijnen-om ernstige vormen van hersenletsel te beoordelen. Maar een groeiende hoeveelheid medisch onderzoek heeft onlangs ontdekt dat subtielere veranderingen in de reactie van de leerling nuttig kunnen zijn bij het detecteren van mildere hersenschuddingen.

hersenziekte gevonden bij 110 van 111 overleden NFL-spelers

“PupilScreen wil dat gat opvullen door ons de eerste mogelijkheid te geven om een objectieve biomarker van hersenschudding in het veld te meten,” zegt McGrath., “Na verdere tests, we denken dat dit apparaat zal iedereen in staat stellen van Little League coaches NFL artsen tot spoedeisende hulp artsen om snel te detecteren en triage hoofdletsel.”

vooruitblikkend, geconfronteerd met uitdagingen

terwijl het onderzoeksteam aanvankelijk PupilScreen testte met een 3D-geprinte doos om de blootstelling van het oog aan licht te controleren, trainen onderzoekers nu hun neurale netwerk voor machine learning om vergelijkbare resultaten te produceren met alleen de smartphone-camera.

” De visie waar we voor schieten is het hebben van iemand die gewoon de telefoon omhoog houdt en de flitser gebruikt., We willen dat elke ouder, coach, verzorger of EMT die zich zorgen maakt over een hersenletsel het ter plaatse kan gebruiken zonder extra hardware nodig te hebben,” zegt hoofdauteur Alex Mariakakis, een doctoraatsstudent in de informatica & engineering.

een van de uitdagingen bij het ontwikkelen van PupilScreen was het trainen van de machine learning tools om onderscheid te maken tussen de pupil van het oog en de iris, waarbij ongeveer 4.000 beelden van ogen met de hand werden geannoteerd., Een computer heeft het voordeel dat hij subtiele veranderingen in de pupillaire lichtreflex kan kwantificeren die het menselijk oog niet kan waarnemen.

” in plaats van het ontwerpen van een algoritme om het specifieke probleem van het meten van de respons van leerlingen op te lossen, hebben we dit verplaatst naar een machine learning—benadering-het verzamelen van veel gegevens en het schrijven van een algoritme dat de computer in staat stelt om zelf te leren,” zegt coauteur Jacob Baudin, een medische student en doctoraatsstudent in fysiologie en biofysica.,

AI kan hersenschuddingen van atleten jaren later detecteren

De PupilScreen-onderzoekers werken momenteel aan het identificeren van partners die geïnteresseerd zijn in het uitvoeren van aanvullende veldstudies van de app, die ze verwachten in oktober te beginnen.het project werd gefinancierd door de National Science Foundation, De Washington Research Foundation en Amazon Catalyst.