Verbundprojekt: Sensorbasierte Beurteilung der neurologischen Entwicklung bei Säuglingen durch Analyse der Fidgety Movements (ScreenFM); Teilvorhaben: Verarbeitung von 3D-Videodaten und Konzeption und Entwicklung der Sensorplattform

Abstract

Das Hauptziel des ScreenFM-Projekts bestand im Training eines KI-basierten Systems zur Klassifizierung von gesunden und gefährdeten Kleinkindern auf der Grundlage der Erkennung ihrer Fidgety Movements (FM) unter Verwendung sowohl der inertialen (Wearables) als auch der visuellen (RGBD Kameras) Modalitäten. Dieses Problem wurde in der Literatur bereits im Rahmen von Versuchen zur Automatisierung der allgemeinen Bewegungsbeurteilung (General Movement Assessment, GMA) untersucht. Die meisten Studien berichteten jedoch über Untersuchungen, bei denen entweder nur eine einzige Modalität verwendet wurde, Studien in einem subjektabhängigen Setup durchgeführt wurden (d.h. Modelle wurden an derselben Teilmenge von Probanden trainiert und bewertet) oder eine relativ begrenzte Anzahl von Probanden verwendet wurde. In diesem Zusammenhang schlug das ScreenFM-Projekt die folgenden drei Beiträge im Vergleich zum bestehenden Forschungsbestand vor: 1- die Erfassung eines großen Datensatzes mit präzisen Annotationen von Fidgety Movements, die sowohl Zeitstempel als auch FM-Lokalisierungsinformationen enthalten 2- eine Studie, die sowohl Video- als auch inertiale Sensordaten umfasst, um die aussagekräftigsten Sensormodalitäten zu bestimmen 3- eine Studie, die in einem subjektunabhängigen Setup durchgeführt wurde (d.h. verschiedene Probanden in den Trainings- und Testsets), um Leistungen zu erhalten, die für ein reales Anwendungsszenario repräsentativ sind (trainiertes Modell angewandt auf ungesehene Probanden) Zu diesem Zweck wurden 103 Säuglinge im Alter von 12 bis 15 Wochen rekrutiert, die in der Abteilung für Gynäkologie und Geburtshilfe sowie auf der neonatologischen Intensivstation des UKSH Lübeck auf die GMA untersucht werden sollten. Die Kohorte umfasste 53 männliche und 50 weibliche Säuglinge mit Motor Optimality Scores (MOS) zwischen 6 und 28. Von den 103 Säuglingen wurden 28 als interventionsbedürftig eingestuft, darunter 7 mit hohem Risiko.