Toward an Automatic System for Computer-Aided Assessment in Facial Palsy
Notice bibliographique
Résumé
Importance: Quantitative assessment of facial function is challenging, and subjective grading scales such as House–Brackmann, Sunnybrook, and eFACE have well-recognized limitations. Machine learning (ML) approaches to facial landmark localization carry great clinical potential as they enable high-throughput automated quantification of relevant facial metrics from photographs and videos. However, the translation from research settings to clinical application still requires important improvements. Objective: To develop a novel ML algorithm for fast and accurate localization of facial landmarks in photographs of facial palsy patients and utilize this technology as part of an automated computer-aided diagnosis system. Design, Setting, and Participants: Portrait photographs of 8 expressions obtained from 200 facial palsy patients and 10 healthy participants were manually annotated by localizing 68 facial landmarks in each photograph and by 3 trained clinicians using a custom graphical user interface. A novel ML model for automated facial landmark localization was trained using this disease-specific database. Algorithm accuracy was compared with manual markings and the output of a model trained using a larger database consisting only of healthy subjects. Main Outcomes and Measurements: Root mean square error normalized by the interocular distance (NRMSE) of facial landmark localization between prediction of ML algorithm and manually localized landmarks. Results: Publicly available algorithms for facial landmark localization provide poor localization accuracy when applied to photographs of patients compared with photographs of healthy controls (NRMSE, 8.56 ± 2.16 vs. 7.09 ± 2.34, p ≪ 0.01). We found significant improvement in facial landmark localization accuracy for the facial palsy patient population when using a model trained with a relatively small number photographs (1440) of patients compared with a model trained using several thousand more images of healthy faces (NRMSE, 6.03 ± 2.43 vs. 8.56 ± 2.16, p ≪ 0.01). Conclusions and Relevance: Retraining a computer vision facial landmark detection model with fewer than 1600 annotated images of patients significantly improved landmark detection performance in frontal view photographs of this population. The new annotated database and facial landmark localization model represent the first steps toward an automatic system for computer-aided assessment in facial palsy. Level of Evidence: 4
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,006 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».