Motion Tracking of Infants in Risk of Cerebral Palsy

Ph.d.-afhandling af Mikkel Damgaard Olsen (2015)

Hvert år fødes der 2-3 ud af 1000 børn med cerebral parese. Symptomerne er blandt andet motoriske, kognitive og perceptuelle vanskeligheder. Sygdommen opdages oftest, når barnet er i stand til at gå eller kravle. Det vil sige, når barnet er 1-2 år gammelt.

Forskning viser dog, at barnets bevægelser allerede er påvirket i det første år efter fødslen, og der eksisterer metoder, der kan bedømme barnets bevægelser. Metoden kræver oftest observation og kvalitativ måling af bevægelserne. Derudover spiller observatørens erfaring en væsentlig rolle. Derfor ønskes der en mere objektiv metode, for at kunne diagnosticere cerebral parese tidligt.

Formål

Projektet er blevet udarbejdet med målet om at kunne diagnosticere cerebral parese tidligere end normalt. Dette baseres på tidligere opdagelser om forbindelsen mellem spædbørns bevægelser og hjerneskader. De data, der benyttes, er optaget samtidig med studiet, og derfor kendes børnenes endelige udfald ikke. Nogle af børnene er født for tidligt, men ingen af dem er til dags dato blevet diagnosticeret med cerebral parese.

Afhandlingen beskriver udviklingen af et system, der er i stand til at modellere spædbørns bevægelser uden brug af udstyr, der fastgøres på barnet. Vi benytter teknikker indenfor billedanalyse og matematisk modellering af data, der er optaget med et lettilgængeligt dybdekamera for at kunne detektere og modellere børnenes bevægelser.

Metode

Resultaterne benyttes til at udtrække informationer såsom hastigheder og accelerationer af barnets enkelte kropsdele og led. Derudover præsenteres en ny metode til at beregne sceneflow i optagelser af mennesker ved brug af resultaterne fra de ovennævnte metoder. Der gives en række eksempler på, hvordan målingerne kan benyttes til automatisk bedømmelse af børns bevægelser. Dette inkluderer blandt andet at detektere bevægelser, der er særligt relevante, når man undersøger, om spædbørn lider af cerebral parese.

Artiklerne inkluderet i denne afhandling kan opdeles i to kategorier, baseret på deres indhold. De første to artikler beskriver udviklingen af metoderne til at lave bevægelsesanalyse på spædbørn. De resterende artikler omhandler forskellige mål, der kan udledes fra bevægelsesanalysen. Dette omfatter blandt andet en analyse af, hvordan børns motoriske evner kan bedømmes automatisk.

Resultaterne

Resultaterne, der præsenteres i denne afhandling, er et skridt tættere på et system, der er i stand til automatisk at udtrække informationer om børns motoriske udvikling med fokus på tidlig diagnose af børn med cerebral parese. Tæt samarbejde med læger og terapeuter kan føre til gennembrydende resultater inden for tidlig diagnose af motoriske sygdomme.

Lån ph.d.-afhandlingen hos Det Kgl. Bibliotek  (kræver login)