Weiterentwicklung und systematische Validierung eines Systems zur automatisierten Schmerzerkennung auf der Grundlage von mimischen und psychobiologischen Parametern

Die objektive Erfassung subjektiv multidimensional erlebter Schmerzen ist ein bislang unzureichend gelöstes Problem. Insbesondere in der klinischen Schmerzmessung sind verbale Verfahren (Schmerzskalen, Fragebögen) und visuelle Analogskalen üblich, die allerdings bei mental beeinträchtigten Personen wenig reliabel und valide sind. Expressive Schmerzäußerungen und/oder psychobiolgische Parameter können eine Lösung bieten. Es existieren solche Kodierungssysteme, die jedoch mit einem sehr hohen Aufwand verbunden sind oder nicht ausreichend testtheoretisch evaluiert wurden. Aufbauend auf den bisherigen Erfahrungen soll ein System zur automatischen Schmerzerkennung aus visuellen und biomedizinischen Daten weiterentwickelt, die testtheoretische Qualität ermittelt und seine Leistungsfähigkeit optimiert werden. Hierfür werden Probanden unter kontrollierten Bedingungen schmerzhaften Reizen ausgesetzt und mimische und psychobiologische Parameter zur Messung eingesetzt. Zur Gewinnung der Mimikparameter sollen verschiedene Methoden der Bildverarbeitung und Mustererkennung zur Gesichtsanalyse angewendet und weiterentwickelt werden. Auf Basis der statischen und dynamischen Gesichtsmerkmale aus zeitlichen Bildfolgen sowie psychobiologischen Daten sollen schmerzrelevante Merkmale identifiziert und ein automatisches System entwickelt werden, mit dem Schmerzen qualitativ und quantitativ gemessen werden können.

Further development and systematic validation of a system for automated pain detection based on mimic and psychobiological parameters

The objective assessment of subjectively experienced multidimensional pain is a problem that has not yet been adequately solved. Verbal methods (pain scales, questionnaires) and visual analog scales are commonly used in clinical pain measurement in particular, but these are not very reliable and valid for mentally impaired people. Expressive expressions of pain and/or psychobiological parameters can offer a solution. Such coding systems exist, but they involve a great deal of effort or have not been sufficiently evaluated in terms of test theory. Based on previous experience, a system for automatic pain recognition from visual and biomedical data is to be further developed, its test-theoretical quality determined and its performance optimized. For this purpose, test subjects will be exposed to painful stimuli under controlled conditions and mimic and psychobiological parameters will be used for measurement. Various methods of image processing and pattern recognition for facial analysis will be used and further developed to obtain the facial expression parameters. Based on the static and dynamic facial features from temporal image sequences and psychobiological data, pain-relevant features are to be identified and an automatic system developed with which pain can be measured qualitatively and quantitatively.