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Die Zukunft automatischer videobasierter Schmerzerkennung?

Die Zukunft automatischer videobasierter Schmerzerkennung?

Derzeit leben in Deutschland etwa 1,5 Millionen Menschen mit der Diagnose Demenz und die Zahl der Betroffenen steigt kontinuierlich. (Deutsche Alzheimer Gesellschaft e.V.: Stand 2016)
Doch wie erkennt man, ob ein Patient mit Demenz, der seine Artikulationsfähigkeit weitgehend verloren hat, unter Schmerzen leidet? Mit dieser Frage beschäftigte sich am 30. Januar 2017 der dritte „Pain Face Day“ im Fraunhofer IIS in Erlangen.

Titelbild: Chiara Marasco
Der wörtlich übersetzte „Schmerzgesichtstag“ brachte Forscherinnen und Forscher aus verwandten Fachbereichen sowie klinische Endnutzer zusammen, um den derzeitigen Forschungsstand darzustellen und das weitere Vorgehen in der Entwicklung einer automatisierten videobasierten Online-Erkennung von Schmerzen zu diskutieren.

„Wenn Menschen nicht mehr über ihre Nöte sprechen können, sieht man sich nach Alternativen um“, so Prof. Dr. Stefan Lautenbacher, Co-Organisator des Pain Face Days und Professor für Physiologische Psychologie an der Universität Bamberg. Seit Mitte der 90er Jahre beschäftigt er sich mit der Erforschung der Schmerzmimik bei Demenzpatienten. Diverse Studien dazu ergaben, dass „Demenzpatienten ihre Mimik immer noch nutzen können, um Schmerzen auszudrücken“, aber auch, „dass menschliche Beobachter online nicht genug beobachten können.“ Basierend auf diesen Ergebnissen begann die Suche nach Kollegen, die bei der Realisierung einer automatisierten videobasierten Online-Erkennung von Schmerzen helfen könnten und der Pain Face Day wurde im Jahr 2009 ins Leben gerufen.
Mittlerweile arbeitet eine etwa achtköpfige Gruppe, bestehend aus Informatikern, Psychologen und Ingenieuren der Universität Bamberg und des Fraunhofer Instituts, an dem Projekt.

Doch wie genau soll eine solche Schmerzerkennung stattfinden? Die valideste und spezifischste Auskunft über Schmerzen bietet die Analyse diverser Muskelgruppen im Gesicht. Zusammengekniffene Augen, eine gerümpfte Nase und zusammengezogene Augenbrauen seien die häufigsten Indikatoren für Schmerz. Mit Hilfe eines sogenannten „PainFaceReaders“ soll zunächst das Gesicht der Patienten in neutralem Zustand analysiert werden. Im Vergleich dazu soll dann, über eine längere Zeitspanne hinaus, durchgehend das Gesicht analysiert und somit eine Veränderung von einem neutralen zu einem schmerzerfüllten Gesichtsausdruck aufgezeichnet und analysiert werden. Mit Hilfe eines solchen Systems wäre es möglich, die in höheren Stadien der Demenz häufig eintretenden Verständigungsbarrieren zu überbrücken und Schmerzen, durch die ununterbrochene Beobachtung der Patienten, schneller zu erkennen. Ein PainFaceReader soll jedoch nicht anstelle des Pflegepersonals treten. Stattdessen sollen Pflegekräfte dadurch entlastet werden und die Möglichkeit bekommen, sich stärker auf beispielsweise die psychosoziale Betreuung der Patienten zu konzentrieren.

So könnte ein PainFaceReader in Zukunft aussehen. Foto: Chiara Marasco
So könnte ein PainFaceReader in Zukunft aussehen.
Foto: Chiara Marasco

Jedoch muss man sich auch dessen bewusst sein, dass ein solcher PainFaceReader Schwierigkeiten mit sich bringt.
„Technische Probleme ergeben sich hauptsächlich aus der Vielzahl eigentlich irrelevanter Einflüsse für die Gesichts- und Mimikerkennung im klinischen Kontext wie Position, Bewegung, Falten, Beleuchtung, Verdeckung, etc.“, so Lautenbacher. Zudem erschwere die Ähnlichkeit der Gesichtsausdrücke bei Schmerz und weiteren emotionalen Zuständen, wie Aufregung oder Ekel, die Zuordnung. Daher könne es keinen Standardalgorithmus geben. Auch in der Panel-Diskussion kamen diese Faktoren zur Sprache und führten zu der Schlussfolgerung, dass eine Anwendung solcher Apparate, zumindest in naher Zukunft, nur bei bettlägerigen Patienten und meist postoperativ anzuwenden sei.

Neben diesen technischen Hürden wurde auch die ethische Problematik eines solchen Systems nicht außer Acht gelassen. Lautenbacher sieht als vorrangig ethisches Problem, „dass hauptsächlich Personen beobachtet werden müssten, die der Beobachtung nicht mehr zustimmen können.“ Und auch Johannes Rabold, Informatikstudent an der Universität Bamberg und Hilfswissenschaftler am Fraunhofer Institut, hält dies für eine bedenkliche ethische Frage: „Greifen wir nicht vielleicht in eine Privatsphäre ein? Man muss natürlich so ein System auch so darstellen, dass keine Privatsphäre verletzt wird. Das wird wahrscheinlich ein riesiger Punkt sein. Das würde ich aber gewissermaßen nicht als Hindernis bezeichnen, sondern eher als eine Aufgabe, auch in diese Richtung ein bisschen Aufklärungsarbeit zu leisten“, fährt er fort. Außerdem ist in den Augen Rabolds insbesondere die Akzeptanz der Patienten oder auch der Klinik eines der größten Hindernisse, „weil man bereits viele Geräte in einem Krankenhaus hat und dann kommt noch ein Gerät dazu. […] und das kann auch eventuell stören.“

Trotz einiger Hindernisse, die diese Grundlagenforschung noch zu überwinden hat, muss man sich jedoch auch immer vor Augen halten, dass wie Lautenbacher es sagt: „Unzureichend behandelter Schmerz immer viel von der Würde nimmt, die der Demenzpatient verdient, vor allem, wenn er in die Palliativphase eingetreten ist.“ Und mit Hilfe eines PainFaceReaders bestünde die Möglichkeit, den Schmerz besser zu behandeln als bisher und somit auch die Würde der Betroffenen weitestgehend zu erhalten.

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