Fortschritte bei der Autismusdiagnose durch Bewegungsanalyse
Forscher nutzen Videotechnologie, um die Autismusdiagnose basierend auf Bewegungsmustern zu verbessern.
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Inhaltsverzeichnis
Autismus-Spektrum-Störung (ASS) ist ein Zustand, der beeinflusst, wie Menschen kommunizieren und sozial interagieren. Leute mit Autismus zeigen oft wiederholende Verhaltensweisen und haben besondere Denk- und Gefühlsweisen. Die Symptome werden meistens schon in der frühen Kindheit sichtbar, aber mittlerweile werden auch bei einigen Erwachsenen Diagnosen gestellt. Schätzungen besagen, dass etwa 1 von 100 Personen Autismus haben könnte.
Die Diagnose von Autismus kann knifflig sein, weil es keine klaren medizinischen Tests gibt, um ihn zu bestätigen. Stattdessen führt ein ausgebildetes Team von Fachleuten mehrere Bewertungen durch, um festzustellen, ob jemand Autismus hat. Dieser Prozess beinhaltet die Beobachtung, wie die Person in sozialen Situationen interagiert, Tests zur Überprüfung kognitiver Fähigkeiten und Interviews mit Familienmitgliedern über die Entwicklung des Individuums in der Kindheit. Die Bewertung kann lange dauern und führt oft zu langen Wartezeiten für Familien, die eine Diagnose suchen.
Mit der steigenden Nachfrage nach Autismusdiagnosen versuchen Forscher, den Prozess mithilfe von Technologie zu beschleunigen. Ein Ansatz ist, bestehende Diagnosetools zu analysieren, um sie effektiver zu machen. Einige Studien haben sich darauf konzentriert, wichtige Teile der Autismusbewertungen herauszuziehen, die am hilfreichsten bei der Vorhersage einer Diagnose sind. Eine Studie hat es beispielsweise geschafft, die Anzahl der Fragen, die für eine genaue Diagnose nötig sind, erheblich zu reduzieren.
Allerdings gibt es Bedenken, dass diese Methode nicht immer zuverlässig ist, weil die Auswahl der Merkmale die Ergebnisse verzerren könnte. Daher ist es wichtig, Daten zu finden, die nicht auf subjektiven Interpretationen beruhen, um eine bessere Screening-Methode zu gewährleisten.
Forscher untersuchen auch Gehirnunterschiede bei Menschen mit Autismus, um mögliche Marker für Diagnosen zu identifizieren, was zu einigen vielversprechenden Ergebnissen, insbesondere bei jüngeren Kindern, führt. Aber die traditionellen Methoden der Hirnbildgebung können komplex und im Alltag oft unpraktisch sein.
Eine vielversprechende Richtung konzentriert sich darauf, objektive Wege zur Beurteilung von Autismus durch digitale Methoden zu finden. Dazu gehört die Nutzung von Technologie, die erfasst, wie Menschen sich bewegen und während Tests interagieren. Einige Forscher haben beispielsweise Tablets verwendet, um die Bewegungen von Kindern zu verfolgen und zu analysieren, wie sie auf soziale Situationen reagieren.
Ein weiterer interessanter Bereich ist zu untersuchen, wie gut Individuen ihre Bewegungen mit denen anderer während Interaktionen synchronisieren. Studien haben gezeigt, dass Menschen mit Autismus oft weniger Synchronität mit anderen aufweisen, was die Forscher dazu anregt, dieses Phänomen weiter zu erforschen.
Aktuelle Forschung zu Bewegung und Interaktion
In den letzten Studien hat sich die meiste Forschung auf Erwachsene mit Autismus konzentriert, während weniger Fokus auf Kinder gelegt wurde. Eine signifikante Studie analysierte, wie Kinder mit Autismus während strukturierter Interviews interagierten. Die Forscher nutzten Videomaterial, um die Bewegungsmuster von autistischen Kindern im Vergleich zu solchen ohne Autismus zu verstehen.
Das Ziel war zu prüfen, ob die Bewegungen des Kindes und des Interviewers Einblicke in die Autismusdiagnose geben könnten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Analyse dieser Bewegungen es den Forschern ermöglichte, autistische Kinder von ihren typischen Altersgenossen mit einer ziemlich hohen Genauigkeit zu unterscheiden.
Um darauf aufzubauen, integrierte eine andere Studie die automatische Videoanalyse, um zu untersuchen, ob die Bewegungssynchronität als objektiver Marker für die Diagnostik von Autismus bei Kindern und Jugendlichen dienen könnte. Die Forscher wollten Muster in den Bewegungen während der Interaktionen in den Interviews finden, um zu klassifizieren, ob Individuen in die Autismus-Kategorie fallen oder nicht.
Videoanalyse und Bewegungsenergie
Die Forscher verwendeten die Bewegungsenergieanalyse (MEA), um die in Videoaufzeichnungen von diagnostischen Interviews gezeigten Bewegungen zu bewerten. Dieser Prozess berechnet die Veränderungen in der Bewegung, indem Pixelveränderungen in den Videobildern verfolgt werden. Verschiedene Kriterien wurden festgelegt, um sicherzustellen, dass die Videoqualität hoch und die Interaktionen ungestört waren.
Für die Analyse wurden sowohl der Interviewer als auch das Kind während ihrer Interaktionen untersucht, um die Synchronität ihrer Bewegungen zu verstehen. Die Forscher sammelten verschiedene Metriken aus den Bewegungsdaten, die es ihnen ermöglichten, ein Bild davon zu erstellen, wie die Bewegungen mit der Autismusdiagnose zusammenhängen.
Um eine umfassende Analyse zu gewährleisten, verglich das Team die Bewegungsdaten aus verschiedenen Interviewumgebungen und prüfte die Konsistenz der Ergebnisse. Diese Analyse bot einen Rahmen zur Verständnis, wie Bewegungsmuster wichtige Informationen über den diagnostischen Status eines Individuums offenbaren könnten.
Klassifikationsmodelle und Studiendesign
Die Forscher entwarfen eine Studie, um Vorhersagemodelle zu erstellen, die Autismus basierend auf den aus den Videos gesammelten Bewegungsdaten klassifizieren konnten. Sie trainierten mehrere Klassifikationsmodelle unter Verwendung von Synchronitätsmerkmalen, die aus den Videos gesammelt wurden. Das Ziel war zu sehen, wie gut diese Modelle im Vergleich zu professionellen klinischen Bewertungen abschnitten.
Die Studie umfasste eine Vielzahl von Teilnehmern, einschliesslich derjenigen, bei denen Autismus diagnostiziert wurde, und solchen mit anderen psychiatrischen Erkrankungen. Das Team wollte sicherstellen, dass ihre Ergebnisse auf Individuen aus verschiedenen Hintergründen anwendbar sind.
Die Klassifikationsmodelle wurden mit zwei verschiedenen Ansätzen getestet. Das erste Modell nutzte nur die Bewegungsdaten, die aus den Videos gesammelt wurden, während das zweite Modell auch zusätzliche demografische Informationen wie Geschlecht und IQ berücksichtigte.
Durch den Vergleich der Leistung der beiden Modelle hofften die Forscher, Einblicke zu gewinnen, wie sehr demografische Faktoren zur Genauigkeit der Autismusklassifizierung beitragen.
Ergebnisse und Erkenntnisse
Die ersten Ergebnisse der Studie zeigten, dass die Forscher mit Hilfe von Bewegungsenergiedaten Teilnehmer mit einer Autismusdiagnose von denen mit anderen Erkrankungen mit einer angemessenen Genauigkeit klassifizieren konnten. Als demografische Faktoren in das Modell einbezogen wurden, sank die Genauigkeit leicht, was darauf hindeutet, dass Bewegungsmuster einen signifikanten diagnostischen Wert haben.
Ein genauerer Blick auf die spezifischen Bewegungsmetriken ergab, dass bestimmte Aspekte der Körperbewegung und Synchronität entscheidende Rollen beim Unterscheiden zwischen den Gruppen spielten. Zum Beispiel deutete eine höhere Variabilität in der Körperbewegung während der Interaktionen auf Autismus hin, während grössere Bewegungen des Interviewers mit nicht-autistischen Klassifikationen korrelierten.
Die Studie erkannte jedoch auch an, dass andere Aspekte, wie die Umgebung, in der die Interviews durchgeführt wurden, die Ergebnisse beeinflusst haben könnten. Sie betonte, dass Variationen in den Einstellungen und die Vielfalt der Teilnehmer bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden müssen.
Einschränkungen und zukünftige Richtungen
Obwohl die Studie vielversprechende Ansätze zur Verwendung von Videoanalysen zur Diagnose von Autismus präsentierte, gab es Einschränkungen. Die verwendeten Videos wurden nicht speziell für Forschungszwecke aufgezeichnet, was zu Variationen führen konnte, die die Ergebnisse beeinflussen könnten. Die Standardisierung des Aufnahmeprozesses in zukünftigen Studien könnte die Konsistenz verbessern.
Die Aufgabe, dynamische Bewegungen über Zeiträume hinweg festzuhalten, war ebenfalls eine Herausforderung. Die Analyse verwendete zusammenfassende Statistiken, die wichtige Veränderungen in der Synchronität, während sich Gespräche entwickelten, übersehen könnten. Zukünftige Forschungen sollten darauf abzielen, die Synchronität über die Zeit zu verfolgen, um die Nuancen sozialer Interaktionen effektiver zu erfassen.
Darüber hinaus war die Stichprobengrösse der Studie relativ klein. Die Forscher ermutigten zu weiteren gross angelegten Studien, um ihre Ergebnisse zu validieren und die Generalisierbarkeit der Ergebnisse zu verbessern.
Fazit
Zusammenfassend zeigt die Forschung zur Verwendung von Videoanalysen zur Bewertung von Bewegungen und Interaktionen bei Kindern mit Autismus vielversprechende Ansätze. Durch den Einsatz von Technologie zur Analyse der Bewegungssynchronität während diagnostischer Interviews arbeiten die Forscher auf eine objektivere und potenziell schnellere Methode zur Diagnose von Autismus hin.
Obwohl Herausforderungen bestehen, könnte diese Kombination aus Technologie und klinischer Bewertung einen Weg zur Verbesserung des Diagnoseprozesses für Autismus bieten, sodass mehr Menschen in Not Zugang bekommen. Mit zukünftigen Studien zur Verfeinerung dieser Methoden gibt es Hoffnung auf ein besseres Verständnis und Unterstützung für diejenigen im Autismus-Spektrum.
Titel: Classifying autism in a clinical population based on motion synchrony: a proof-of-concept study using real-life diagnostic interviews
Zusammenfassung: Predictive modeling strategies are increasingly studied as a means to overcome clinical bottlenecks in the diagnostic classification of autism spectrum disorder. However, while some findings are promising in the light of diagnostic marker research, many of these approaches lack the scalability for adequate and effective translation to everyday clinical practice. In this study, our aim was to explore the use of objective computer vision video analysis of real-world autism diagnostic interviews in a clinical sample of children and adolescents to predict diagnosis. Specifically, we trained a support vector machine learning model on interpersonal synchrony data recorded in Autism Diagnostic Observation Schedule (ADOS) interviews of patient-clinician dyads. Our model was able to classify dyads involving an autistic patient (n=56) with a balanced accuracy of 63.4% against dyads including a patient with other psychiatric diagnoses (n=38). Further analyses revealed no significant associations between our classification metrics with clinical ratings. We argue that, given the above-chance performance of our classifier in a highly heterogeneous sample both in age and diagnosis, with few adjustments this highly scalable approach presents a viable route for future diagnostic marker research in autism.
Autoren: Jana Christina Koehler, M. S. Dong, D.-Y. Song, G. Bong, N. Koutsouleris, H. Yoo, C. M. Falter-Wagner
Letzte Aktualisierung: 2023-08-01 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.27.23293186
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.27.23293186.full.pdf
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