Valutare il dolore nei neonati

Anche i genitori esperti possono trovare difficile distinguere tra un bambino che soffre e un bambino che ha fame. Ma ora si sta sviluppando un sistema di riconoscimento facciale che potrebbe aiutare a sollevare il velo sulla comunicazione infantile e permetterci di sapere quando i bambini stanno veramente provando dolore.

Trova la differenza: puoi dire quale di questi bambini sta soffrendo e quale potrebbe avere solo un brutto caso di gas? Un nuovo sistema software può, e potrebbe rivelarsi vitale per il futuro dell'assistenza neonatale.

Se avrà successo, questo tipo di software potrebbe essere utilizzato nelle unità di terapia intensiva neonatale (NICU) per aiutare ad allertare il personale medico quando un bambino diventa gravemente angosciato, afferma Sheryl Brahnam , uno scienziato dell'informazione presso la Missouri State University di Springfield. Il problema è che non possono articolare verbalmente il dolore, dice. A peggiorare le cose, il repertorio di espressioni facciali di un bambino è molto limitato, quindi non è sempre facile determinare quando un bambino sta effettivamente provando dolore.

Attualmente, i medici utilizzano scale oggettive di indicatori di dolore per i neonati, afferma Gilbert Martin , direttore della terapia intensiva neonatale presso il Citrus Valley Medical Center, a West Covina, in California. Tali scale del dolore tengono conto di una varietà di fattori, tra cui la postura del corpo, la pressione sanguigna e la sensibilità al tatto, nonché l'espressione facciale. Ma di solito c'è ancora un elemento di soggettività nella valutazione di un paziente, dice.

Fino a poco tempo fa, il consenso generale era che i neonati non potevano provare dolore. In effetti, fino alla metà degli anni '90 era comune per i bambini subire un intervento chirurgico senza alcun tipo di anestetico o antidolorifico, afferma Martin. È davvero terribile pensarci, dice. Ma la convinzione era che il sistema nervoso di un neonato non fosse abbastanza maturo per provare dolore, spiega.

Il sistema di Brahnam, chiamato Classificazione delle espressioni del dolore (COPE), utilizza tecniche di riconoscimento facciale per estrarre ed esaminare le caratteristiche dell'espressione del bambino, come il modo in cui sono accartocciati gli occhi, l'angolo della bocca e il solco della fronte.

Il sistema si basa su un algoritmo di apprendimento della rete neurale che è stato addestrato su un database di 204 immagini fotografiche di 26 diversi bambini. Di questi, 60 hanno mostrato i bambini nel dolore. Queste foto sono state scattate durante una puntura del tallone standard, una procedura utilizzata per prelevare il sangue che è ampiamente riconosciuta essere dolorosa. Il resto delle immagini sono state scattate quando i bambini mostravano espressioni facciali molto simili, ma questa volta non erano state stimolate dal dolore. Queste ultime immagini sono state ottenute utilizzando altri stimoli come soffiare dolcemente sui volti dei bambini. E sfregare il tallone gli fa accartocciare la faccia, dice Brahnam.

I test preliminari hanno mostrato che il sistema era accurato per oltre il 90%. Questo è notevole, visto quanto simili possano sembrare queste espressioni, dice Brahnam. Anche così, è pronta a sottolineare i limiti dell'utilizzo di un set di allenamento così piccolo e di immagini fisse invece del video. Abbiamo una lunga strada da percorrere per vedere se questo funzionerebbe davvero in un contesto clinico, dice.

C'è un reale bisogno di questa tecnologia, afferma Martin. Sarebbe molto gradito se potessi rimuovere parte della soggettività, dice. Ci sono anche prove che suggeriscono che permettere ai bambini di provare dolore può compromettere il loro sviluppo neurologico nel tempo, dice. Stiamo parlando di un'immaturità nei bambini che rispondono allo stress anni dopo.

Il dolore è un meccanismo di difesa in prima linea e spesso il primo segno che qualcosa non va, dice Brahnam. Quindi, a parte il problema di prevenire la sofferenza di un altro essere umano, ci sono benefici medici nell'alleviare il dolore il prima possibile, dice. Se montato sopra le culle per terapia intensiva neonatale, un sistema come COPE potrebbe aiutare il personale medico a rilevare automaticamente quando un paziente sviluppa problemi.

Ora c'è molto interesse nel trovare modi per rilevare automaticamente il dolore, afferma Rosalind Picard , direttore della ricerca sull'informatica affettiva presso il Massachusetts Institute of Technology, a Cambridge. E le applicazioni non sono limitate ai neonati, dice.

Picard è già stato contattato da anestesisti desiderosi di trovare modi per monitorare il dolore che i pazienti provano durante l'intervento chirurgico. Ci sono alcune espressioni facciali che sono involontarie, dice. Ci sono anche innumerevoli esempi di persone che hanno ripreso conoscenza durante un intervento chirurgico. Orribilmente, questi pazienti in seguito riferiscono di aver sentito tutto ciò che il chirurgo stava facendo loro e tuttavia di non essere in grado di dirlo a nessuno a causa degli effetti paralizzanti dei farmaci. In teoria, potrebbe essere possibile rilevare i movimenti muscolari involontari del viso per determinare quando questo sta accadendo, dice Picard.

Il lavoro di Brahnam e dei suoi colleghi apparirà in un prossimo numero della rivista Sistema di Supporto Decisionale . Stanno ora lavorando a uno studio di follow-up che coinvolge 500 bambini e utilizzando immagini video. Le immagini in movimento dovrebbero consentire ai ricercatori di indagare sulle caratteristiche dinamiche delle espressioni del dolore, afferma.

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