AJANKOHTAISTA
26.03.2019
Tekoäly poimii vauvan poikkeavan liikehdinnän videolta
26.3.2019 09:00:00 | Helsingin yliopisto
Yksinkertainen videokuvaus vauvan liikkumisesta muutetaan tekoälyn avulla tiedoksi, jonka avulla voi arvioida lapsen kehitystä ja kuntoutuksen vaikuttavuutta.
Pikkuvauvojen omatoiminen liikehdintä paljastaa monia kliinisesti merkittäviä asioita lapsen kehityksestä. Tavallisia liikemalleja (general movements, GM) arvioimalla voidaan havaita kehityspoikkeamia ja muun muassa ennustaa CP-vamman riski hyvin varhaisessa vaiheessa.
– Kolmen kuukauden ikäisen vauvan normaaliin spontaaniin liikehtimiseen kuuluu käsien ja jalkojen pyörähteleviä, ’tanssahtelevia’, liikkeitä. Näiden liikkeiden puuttuminen ennustaa suurella todennäköisyydellä CP-vamman kehittymistä, kertoo kliinisen neurofysiologian professori Sampsa Vanhatalo.
Lapsuusiällä kehittyvän CP-vamman kuntoutus olisi tärkeää mahdollisimman varhain, jo muutaman kuukauden iässä. Nykyisin diagnoosi pystytään kuitenkin tekemään vasta kun lapsi on puolesta vuodesta kahteen vuoden iässä. GM-liikeanalyysi voisi auttaa tässä, mutta se tarvitsee erityisosaamista, joka syntyy kansainvälisen kurssituksen kautta. Siksi vain harvat lääkärit tai terapeutit hallitsevat menetelmän. Lisäksi nykyinen GM-analyysi pohjautuu silmämääräiseen arvioon ja on siksi aina subjektiivinen.
– Tarvitaan objektiivisia ja automatisoituja menetelmiä, jotta vauvan liikeanalyysia voitaisiin hyödyntää laajemmin ja se olisi jopa kaikkien maailman lasten ulottuvilla, Vanhatalo sanoo.
Tikku-ukko kertoo olennaisen
Helsingin ja Pisan yliopistojen tutkijat ryhtyivät selvittämään, voisiko tavallinen videokuvaus vauvan liikkeistä olla muunnettavissa koneellisesti analysoitavaksi tiedoksi. Tamperelainen videoiden tekoälyanalyysiin keskittynyt Neuro Event Labs kehitti tietokonepohjaisen menetelmän, joka pystyi poimimaan alkuperäiseltä videolta lapsen liikkeet (pose estimation) ja luomaan tämän tiedon pohjalta pelkistetyn tikku-ukkovideon.
Tutkijat antoivat seuraavaksi pelkistettyjä tikku-ukkovideoita analysoitavaksi GM-menetelmään perehtyneille lääkäreille nähdäkseen onko tikku-ukkojen liikkeissä säilynyt diagnostisesti merkittävä liiketieto.
– Tikku-ukkovideoiden pohjalta tehdyt arviot osuivat 95-prosenttisesti oikeaan – kliinisesti olennainen tieto oli siis säilynyt muokatussa videossa, Vanhatalo sanoo.
Tämä osoitti, että automaattinen algoritmi voi löytää tavallisista videotallenteista kliinisesti merkitseviä liikemalleja. Näistä tikku-ukoista voidaan suoraan tehdä kvantitatiivista analyysia. Tutkijat osoittivat lopuksi proof of concept -tyyliin, miten hyvin yksinkertaiset liikkeiden mittaukset pystyvät varsin helposti erottelemaan normaalisti ja poikkeavasti liikehtivät lapset toisistaan.
Tikku-ukkovideoiden käyttö mahdollistaa myös sen että vauvojen liikkeitä kuvaavia videoita voidaan jakaa täysin anonymisoituina ympäri maailmaa ilman yksilösuojaongelmia.
– Tämä mahdollistaa ensimmäistä kertaa todellisen big data -tyyppisen kehityksen vauvojen liikeanalytiikan parantamiseksi, Vanhatalo tiivistää.
– Olemme parhaillaan kehittämässä isomman aineiston ja 3D-videoiden avulla tekoälypohjaista algoritmia, joka antaa kypsyysarvion lapsen liikemalleista. Jos analyysin tuottama liikemalli-ikä ei vastaa lapsen todellista ikää, lapsen kehityksessä on jotain poikkeavaa.
Liikeanalyysilla tietoa kehityspoikkeamista ja kuntoutuksen tehosta
Automatisoidulla liikeanalyysimenetelmällä on paljon sovellusmahdollisuuksia. CP-vammojen varhaisdiagnostiikan lisäksi menetelmää voi käyttää laajemminkin lasten kehityksen arvioinnissa.
– Voisimme luoda eräänlaisen lapsen funktionaalisen ’kasvukäyrän’, Vanhatalo sanoo.
Kuntoutuksen puolella automatisoitua liikeanalyysia voitaisiin soveltaa monella eri tavalla. Menetelmän avulla voitaisiin muun muassa arvioida objektiivisesti erilaisten kuntoutusmenetelmien vaikuttavuutta, mikä tällä hetkellä on yksi lääketieteen kuumista kysymyksistä. Automatisoidun liikeanalyysin avulla pystyttäisiin myös perusterveydenhuollossa nykyistä paremmin tunnistamaan ne lapset, joilla on erikoissairaanhoitoa vaativia kehityshäiriöitä.
– Hyödyntämällä koneoppimista ja tekoälyä pystymme tuottamaan huomattavan paljon kliinisesti merkittävää tietoa yksinkertaisen videokuvauksen pohjalta. Samalla voimme tuottaa menetelmiä jotka mahdollistavat korkeatasoisen ja tasalaatuisen terveydenhoidon viemisen ympäri maailmaa, Vanhatalo tiivistää.
Mukana tutkimuksessa olivat Helsingin yliopiston ja HUSin lisäksi Pisan yliopisto, Scuola Superiore San’Anna ja IRCCS Stella Maris Foundation Pisasta, Istituto Superiore di Sanità Roomasta ja Neuro Event Labs Oy Tampereelta. Tutkimusta tuki Arvo ja Lea Ylppö-säätiö, Lastentautien tutkimussäätiö ja Suomen Akatemia.
Lisätietoja:
Professori Sampsa Vanhatalo, Helsingin yliopisto ja HUS
Puh. 050 528 6119
Sähköposti: sampsa.vanhatalo@helsinki.fi
www.babacenter.fi
Viite: Viviana Marchi, Anna Hakala, Andrew Knight, Federica D’Acunto, Maria Luisa Scattoni, Andrea Guzzetta, Sampsa Vanhatalo: Automated pose estimation captures key aspects of General Movements at 8‐17 weeks from conventional videos. Acta Pediatrica. DOI doi.org/10.1111/apa.14781
VALITSE AJANKOHTAINEN
- 21.01.2021 15:07
Vegaaniruokavalio muokkaa merkittävästi pikkulasten aineenvaihduntaa: D- ja A-vitamiinitasot vaativat erityishuomiota - 21.01.2021 11:30
Lahjoitus lastentautien tutkimukselle varmistaa alan huippututkimuksen jatkon - 14.01.2021 11:17
Petra Loidin väitöstilaisuus pe 22.1. - 01.12.2020 09:24
Galina Sanaksenahon väitöstilaisuus pe 11.12. - 30.11.2020 15:24
Outi Mäkitie valittu Sigrid Juseliuksen Säätiön translationaalisen lääketieteen professoriksi - 24.11.2020 09:24
Joanna Banerjeen väitöstilaisuus la 28.11. - 24.11.2020 09:15
Keskosilla ja vastasyntyneenä tehohoitoa saaneilla maltillisesti kohonnut riski lapsuusiän syöpään - 18.11.2020 08:48
Kira Endénin väitöstilaisuus pe 27.11. - 18.11.2020 08:43
Neea Mustosen väitöstilaisuus to 26.11. - 16.11.2020 08:46
Syöpäsäätiön apurahansaajat julkaistu - 04.11.2020 12:01
Juuri julkaistu: Raskausajan antioksidanttien saannilla ei yhteyttä lapsen maitoallergiaan - 06.10.2020 09:38
Tyypin 1 diabeteksen ilmaantuvuus lapsilla on Suomessa laskenut - 02.10.2020 09:00
Keisarileikkauksessa syntyneen vauvan suoliston mikrobistoa voidaan normalisoida ulosteensiirron avulla - 08.09.2020 11:26
Ylivilkkaat ja uhmakkaat lapset tarvitsevat tukea ja kannustusta - 26.08.2020 09:19
Helsinkiläislasten tapaturmat keskittyvät matalan tulotason alueille - 29.07.2020 09:32
Lastentautiopin professorin tehtävään Kirsi Jahnukainen - 21.07.2020 08:28
Eurooppalaisen lastenendokrinologiyhdistyksen Nuori tutkija -palkinto HUSin lastentautien erikoislääkäri Tero Varimolle - 29.06.2020 11:24
Pienikin sydänvika lapsena lisää haittoja aikuisiässä - 15.06.2020 12:43
Kansallinen lasten ja nuorten kivunhoidon ja tutkimuksen keskus aloitti toimintansa - 15.06.2020 10:18
Professori Outi Mäkitielle kansainvälinen tunnustuspalkinto - 02.06.2020 08:20
Emmi Helteelle Suomen Akatemian kliinisen tutkijan rahoitus synnynnäisten sydänvikojen tutkimukseen - 28.05.2020 08:37
Psykoosilääkkeiden käyttö lisääntynyt erityisesti tytöillä - 20.05.2020 13:44
Uusi menetelmä murrosiän kasvuhäiriöiden tutkimiseen kantasoluilla - 12.05.2020 12:09
Lastentautien tutkimussäätiö lahjoitti professuurin - 17.03.2020 13:11
Sykemuutoksesta sikiötä uhkaavan hapenpuutteen varhainen merkki - 05.03.2020 12:06
Juuri julkaistu: Epilepsiakirurgian taso ja potilasmäärät kohenivat Euroopassa - 13.02.2020 08:54
Älypotkupuku tuo tietoa lapsen liikkeistä ja kehityksestä - 05.02.2020 11:17
Uusi tutkimus antaa ensimmäistä kertaa kriteerit pikkulasten hyvälle unelle – yksilölliset erot isoja - 02.12.2019 09:45
Silja Kosola sai suurapurahan pitkäaikaissairaiden nuorten transitiotutkimukseen - 28.11.2019 09:25
Mikko Pakarinen kehittää tehokkaampia hoitoja lasten maksa- ja suolistosairauksiin - 15.11.2019 10:08
Ylipistotutkijan paikka kahdelle lastentautien tutkijalle - 06.11.2019 11:09
Raskaudenajan epilepsialääkitys vaikuttaa vastasyntyneen äänteiden prosessointiin - 01.11.2019 11:08
Tuhkarokko hävittää suuren osan potilaan immunologisesta suojasta jopa vuosien ajaksi - 30.10.2019 10:10
Lapsille ja perheille kerrotaan geenitutkimuksesta tiedeshown avulla - 22.10.2019 10:36
Lapsen ja nuoren psyykkinen oireilu lisää riskiä keskeyttää koulunkäynti - 08.10.2019 10:17
Juuri julkaistu: Äidin lihavuus lisää lapsen verenpainetaudin ja valtimotaudin riskiä - 27.09.2019 13:53
Helsingin yliopiston tutkimusryhmä palkittiin lasten sydänlihassairauksien geneettisten syiden selvittämisestä - 24.09.2019 10:24
Professori Timo Otonkoski palkittiin ansioistaan haiman saarekesolujen tutkimuksessa - 15.08.2019 09:41
Maahanmuuttajataustaisten lasten riski kuolla syöpään on suurempi kuin kantasuomalaisten - 12.08.2019 12:52
Runsas ruutuaika on yhteydessä lasten ylipainoon - 07.08.2019 12:51
Suomalaistutkijat kuvasivat uuden tulehdussairauden ja tautimekanismin - 05.07.2019 09:30
Lapsen uni ja terveys -tutkimus: Vauvan unipulmilla on yhteys keskittymisvaikeuksiin ja ylipainon lisääntymiseen varhaislapsuudessa - 13.06.2019 13:52
Apgarin pisteet kertovat vastasyntyneen neurologisesta ennusteesta veren happamuutta paremmin - 28.05.2019 09:28
Vaikean synnynnäisen sydänvian hoitotulokset ovat parantuneet huimasti - 20.05.2019 12:22
Eurooppalainen verkosto edistää lastenlääketutkimusta - 13.05.2019 13:37
Vauvaiän diabetestutkimus selvittää seuraavaksi kasvutekijähoitoja - 10.05.2019 10:55
Meilahden tutkijat menestyivät hienosti Suomen Akatemian kliinisen tutkijan sekä akatemiatutkijan rahoitushauissa - 18.04.2019 12:37
Lasten hepatologian uranuurtaja Ron Sokol: Sappitieatresian taustalla ehkä immuunipuolustuksen häiriö - 26.03.2019 11:45
Tekoäly poimii vauvan poikkeavan liikehdinnän videolta - 19.03.2019 12:48
Juuri julkaistu: Maitoallergian siedätyshoidon onnistumiseen vaikuttavat tekijät on määritetty - 14.03.2019 11:00
Uusi lastensairaala – lahja Suomen lapsille -dokumenttielokuva kertoo lastensairaalan ja lastentautien tutkimuksen tarinan - 25.02.2019 12:43
Suomalaistutkijat löysivat uuden osteoporoosimuodon - 01.02.2019 15:17
Palkittu Markku Heikinheimo: Tämän päivän tutkimus on huomispäivän hoitoa - 20.01.2019 15:08
Poikien viivästyneeseen murrosikään uusi hoito - 07.01.2019 12:37
Iltavirkkujen äitien perheissä vauvatkin taipuvaisia valvomaan - 12.11.2018 10:36
Merkittävä avaus lastentautien tutkimukseen: Kaksi 400 000 euron apurahaa dosenttitason tutkijalle haettavissa - 12.11.2018 08:05
Vaikeimpien lasten sydänlihassairauksien geenitausta selvisi suomalaisessa tutkimuksessa - 02.11.2018 09:09
Professori Taneli Raiviolle Helsingin yliopistoon merkittävä kansainvälinen tutkimusapuraha kasvuhäiriöiden tutkimukseen - 26.10.2018 10:01
Tutkimus paljastaa GATA-tekijöiden yhteyden lasten maksasairauksiin - 05.10.2018 08:49
Merkittävä apuraha Outi Mäkitien tutkimusryhmälle - 02.10.2018 15:13
Tuhannen suomalaisvauvan tutkimus selvitti: D-vitamiinilisän nosto ei tuo terveyshyötyä - 02.10.2018 12:57
Uusi lastensairaala sai Arkkitehtuurin Finlandia -palkinnon - 13.09.2018 09:05
Uusi lastensairaala aukeaa 17.–26.9.2018 - 10.09.2018 10:53
HUS panostaa tutkimustyöhön - 07.09.2018 10:58
Juuri Julkaistu: Istukan ennenaikainen irtoaminen lisää lapsen kuolemanvaaraa ennakoitua pidempään - 25.06.2018 10:37
Suurin osa lasten ja nuorten skuuttivammoista on helposti hoidettavissa - 18.06.2018 10:37
Eurooppalaiset lapset saavat tulevaisuudessa uusia turvallisempia lääkkeitä - 04.06.2018 08:33
Juuri julkaistu: Lapsipotilaatkin kaipaavat vertaistukea - 30.05.2018 10:30
Pikkulapset eivät hyödy korkeammasta D-vitamiinilisästä - 16.05.2018 10:20
Juuri julkaistu: Vastasyntyneen ruokatorven korjausleikkaukset onnistuvat lähes aina - 15.05.2018 09:07
Helsinkiläislasten ensihoitotehtävät keskittyvät heikompiosaisille alueille - 10.01.2018 12:55
Professori Timo Otonkoskelle Matti Äyräpää -palkinto - 06.01.2018 10:26
Kantasolut mallintavat sairauksia - 03.01.2018 09:10
Vauva, tyypin 1 diabetes ja lehmänmaito - vihdoin vastaus kiistanalaiseen kysymykseen - 18.12.2017 14:11
Juuri julkaistu: Geenivirhe kasvuhäiriön taustalla