Análisis de elementos finitos clásico para clasificar a pacientes con enfermedad de Parkinson
Autores: Calvo-Ariza, Nestor Rafael; Gómez-Gómez, Luis Felipe; Orozco-Arroyave, Juan Rafael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de elementos finitos clásico para clasificar a pacientes con enfermedad de Parkinson
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Enfermedad de Parkinson
Sistema motor
Expresiones faciales
Sistemas automáticos
Biomarcadores
Aprendizaje automático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
La enfermedad de Parkinson (EP) es una afección neurodegenerativa que afecta el correcto funcionamiento del sistema motor en el cuerpo humano. Los pacientes muestran una capacidad reducida para producir expresiones faciales (FEs) entre diferentes síntomas, como la hipomimia. Al ser una enfermedad tan difícil de detectar en sus etapas iniciales, se pueden crear sistemas automáticos para ayudar a los médicos en la evaluación y detección de pacientes utilizando biomarcadores básicos. En este trabajo, presentamos varios experimentos donde se extraen características de imágenes de FEs producidas por pacientes con EP y controles sanos. Métodos clásicos de aprendizaje automático como los patrones binarios locales y los histogramas de gradientes orientados se utilizan para modelar las imágenes. De manera similar, se utiliza un método de clasificación bien conocido, es decir, la máquina de vectores de soporte, para la discriminación entre pacientes con EP y sujetos sanos. Las regiones más informativas de las caras se encuentran con un algoritmo de análisis de componentes principales. Se modelaron tres FEs diferentes: enojo, felicidad y sorpresa. Se obtuvieron buenos resultados en la mayoría de los casos; sin embargo, la felicidad fue la que arrojó mejores resultados, con precisión de hasta 80.4%. Los métodos utilizados en este trabajo son clásicos y bien conocidos por la comunidad investigadora; sin embargo, su principal ventaja es que proporcionan claridad interpretativa, lo cual es valioso para muchos investigadores y especialmente para los clínicos. Este trabajo puede considerarse como una buena línea base que motiva a otros investigadores a proponer nuevas metodologías que arrojen mejores resultados manteniendo la característica de proporcionar interpretabilidad.
Descripción
La enfermedad de Parkinson (EP) es una afección neurodegenerativa que afecta el correcto funcionamiento del sistema motor en el cuerpo humano. Los pacientes muestran una capacidad reducida para producir expresiones faciales (FEs) entre diferentes síntomas, como la hipomimia. Al ser una enfermedad tan difícil de detectar en sus etapas iniciales, se pueden crear sistemas automáticos para ayudar a los médicos en la evaluación y detección de pacientes utilizando biomarcadores básicos. En este trabajo, presentamos varios experimentos donde se extraen características de imágenes de FEs producidas por pacientes con EP y controles sanos. Métodos clásicos de aprendizaje automático como los patrones binarios locales y los histogramas de gradientes orientados se utilizan para modelar las imágenes. De manera similar, se utiliza un método de clasificación bien conocido, es decir, la máquina de vectores de soporte, para la discriminación entre pacientes con EP y sujetos sanos. Las regiones más informativas de las caras se encuentran con un algoritmo de análisis de componentes principales. Se modelaron tres FEs diferentes: enojo, felicidad y sorpresa. Se obtuvieron buenos resultados en la mayoría de los casos; sin embargo, la felicidad fue la que arrojó mejores resultados, con precisión de hasta 80.4%. Los métodos utilizados en este trabajo son clásicos y bien conocidos por la comunidad investigadora; sin embargo, su principal ventaja es que proporcionan claridad interpretativa, lo cual es valioso para muchos investigadores y especialmente para los clínicos. Este trabajo puede considerarse como una buena línea base que motiva a otros investigadores a proponer nuevas metodologías que arrojen mejores resultados manteniendo la característica de proporcionar interpretabilidad.