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2019年12月09日，《IEEE Transactions on Industrial Informatics》（工程技術(shù)一區(qū)，IF值9.112）期刊在線發(fā)表了題為“ Screening Early Children with Autism Spectrum Disorder via Response-to-Name Protocol”（基于叫名反應的孤獨癥早期篩查）的研究論文，于2021年1月正式見刊，該研究主要由我院兒?？菩煨憬淌趫F隊及上海交通大學劉洪海教授團隊合作共同完成，是國內(nèi)首次報道將視線估計技術(shù)應用于ASD早期篩查的研究成果。
孤獨癥譜系障礙（ASD）是一種廣泛性的發(fā)育障礙，其臨床表現(xiàn)的核心癥狀為：缺乏應有的社會行為和溝通能力、興趣狹窄、存在重復刻板性行為。最新的孤獨癥的發(fā)病率為1/58。目前臨床診斷是專業(yè)醫(yī)師通過與患兒進行1-2小時的互動通過其行為表現(xiàn)及與其父母的敘述，進行綜合診斷。但具有合格資質(zhì)的評估診斷人員數(shù)量很少且評估診斷是癥狀學診斷具有一定主觀性。研究發(fā)現(xiàn)，在診斷和干預過程中，一個不可或缺測試場景就是“叫名反應”（Response to name，RTN）?；加泄陋毎Y的嬰幼兒（18-36個月），對通常對父母的呼喚聲充耳不聞，叫名反應不敏感通常是家長較早發(fā)現(xiàn)的ASD的表現(xiàn)之一，也有證據(jù)表明叫名反應不敏感不僅可以從正常兒童中識別出ASD，也可較好地分辨ASD與具有其他發(fā)育問題的兒童，因此叫名反應是孤獨癥早期篩查的一個核心要點。
本研究利用基于視頻的人工智能方法，將RTN測試場景進行了量化評估，在預先設(shè)定的動作行為協(xié)議中分析兒童ASD特征，試圖為兒童ASD篩查提供自動解決方案。與臨床合作伙伴共同設(shè)計了RTN方法，開發(fā)了一種新的用于驗證ASD特征行為的注視估計方法。研究首先將測試場景進行了嚴格的規(guī)范化設(shè)計，場景中座椅的擺放，傳感器及人員的位置等都有明確的規(guī)定。然后將測試流程劃分為三輪，分別由醫(yī)師及撫養(yǎng)人執(zhí)行，不同親密度的測試能夠很好的區(qū)分孤獨癥的嚴重程度。本研究重點分析測試者位置信息及其頭部在三維空間中的位置，小孩子的頭部姿態(tài)，面部表情，及其視線方向。當系統(tǒng)通過語音識別檢測到來自測試者方向的小孩子的名字時，進入RTN評估流程，系統(tǒng)獲取小孩子的面部特征點檢測狀態(tài)及其與測試者目光交流檢測結(jié)果。如果在4秒內(nèi)檢測到的目光交流成功次數(shù)高于25次或者面部特征點成功捕捉次數(shù)高于25次，即判斷為小孩子有回應。17名受試者參與實驗，包括10名成人和7名兒童(5名ASD受試者和2名健康受試者)。實驗結(jié)果表明，所提出的RTN系統(tǒng)的平均分類分數(shù)為92.7%，充分說明了基于叫名反應范式的ASD篩選方案具有實現(xiàn)早期ASD自動篩選的潛力。
基于計算機視覺的人體行為理解技術(shù)，作為一種非接觸式的輔助診斷技術(shù)，在孤獨癥早期篩查，評估有著非常重要的應用價值和應用前景，有潛力成為解決目前國內(nèi)孤獨癥診療資源分布不均、專業(yè)醫(yī)師嚴重短缺的重要手段之一。
本項研究來源于國家自然基金重點項目，面向孤獨癥早期診療的機器輔助系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究（61733011）。
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