Sistem de inteligență artificială pentru diagnosticarea tulburării de stres posttraumatic la copii

Un grup de cercetători de la Universitatea din Florida de Sud a dezvoltat un sistem inovator bazat pe inteligență artificială, menit să sprijine diagnosticul obiectiv al tulburării de stres posttraumatic la copii și adolescenți. Studiul, coordonat de Alison Salloum și Shaun Canavan, a fost publicat în revista Pattern Recognition Letters și reprezintă primul demers care combină clasificarea contextuală a simptomelor PTSD cu protejarea completă a identității participanților.
Diagnosticarea tulburării de stres posttraumatic (PTSD) la copii este o provocare majoră. Evaluările clinice tradiționale se bazează pe interviuri subiective și chestionare de auto-raportare, fiind vulnerabile la distorsiuni generate de:

• nivelul de dezvoltare cognitivă al copilului,
• capacitatea limitată de exprimare emoțională,
• tendințele de evitare sau rușine,
• influența contextului în care are loc evaluarea.

Lipsa unor instrumente obiective și standardizate poate duce la diagnostice inexacte, întârzierea intervenției și impact negativ pe termen lung asupra sănătății mentale și fizice.

Despre studiu

Echipa a creat un sistem computerizat care folosește un set de date multimodal complet anonimizat, colectat în timpul interacțiunilor cu copiii diagnosticați sau nu cu PTSD. Datele includ:

• trăsături faciale (puncte de reper),
• orientarea capului,
• mișcarea privirii,
• intensitatea unităților de acțiune facială (micro-expresii musculare).

Pentru fiecare participant, au fost înregistrate aproximativ 100 de minute de video, însumând peste 185.000 de cadre pe copil. Procesarea acestor date a fost realizată cu algoritmi de analiză facială dezvoltați de Canavan, special concepuți să elimine orice informație de identificare.

Setul de date a acoperit șapte contexte diferite, printre care interacțiuni cu clinicianul sau cu părintele. Cercetătorii au testat două ipoteze:

• Unitățile de acțiune facială pot diferenția copiii cu PTSD de cei fără PTSD.
• Contextul în care se desfășoară interviul influențează expresivitatea emoțională și precizia clasificării.

Rezultate

Analiza expresiilor faciale a evidențiat modele distincte asociate PTSD, mai ales în cadrul interviurilor cu clinicianul. Copiii s-au dovedit mai expresivi emoțional în aceste sesiuni decât în conversațiile cu părinții, confirmând observațiile psihologice anterioare despre tendința copiilor de a evita discuțiile dificile cu familia.

Modelul AI propus a combinat:

• Reprezentări Fourier învățabile pentru codificarea vectorilor de intensitate a unităților de acțiune,
• un perceptron multistrat care clasifică secvențele video în funcție de probabilitatea prezenței PTSD.

Performanța acestui model a depășit abordările anterioare care foloseau doar una dintre aceste componente. Rezultatele au arătat că includerea contextului interacțiunii este esențială pentru creșterea acurateței.

Concluzii cheie:

• Expresivitatea facială conține semnale detectabile despre PTSD.
• Interacțiunea cu clinicianul oferă un context mai revelator decât discuțiile cu părinții.
• Anonimizarea completă a datelor este posibilă fără pierderea informației relevante.

Perspective și aplicații

Echipa intenționează extinderea cercetării pentru a evalua eventualele influențe ale vârstei, genului sau culturii, mai ales în cazul copiilor de vârstă preșcolară, unde comunicarea verbală este limitată. Sistemul ar putea, pe viitor, să ofere:

• Feedback în timp real pentru clinicieni în timpul ședințelor terapeutice,
• Monitorizarea progresului fără a repeta interviuri stresante,
• Suport obiectiv în diagnostic, în paralel cu evaluarea clinică tradițională.

Deși studiul se află într-o fază incipientă, cercetătorii consideră că soluția are potențial major, mai ales în cazuri complexe în care PTSD coexistă cu alte tulburări, cum ar fi depresia, tulburarea de deficit de atenție sau anxietatea.

Concluzie

Prin integrarea analizei faciale automate și a protecției datelor personale, acest proiect deschide perspective promițătoare pentru diagnosticarea rapidă, accesibilă și etică a PTSD la copii. Dacă va fi validat în studii mai ample, ar putea redefini modul în care tulburările de stres posttraumatic sunt identificate și urmărite în practica clinică.