Machine Assessment of Neonatal Expressions of Pain Automatisk datorbaserad bedömning av smärta hos nyfödda barn genom analys av ansiktsuttryck Neonatal pain has a history of being underestimated and insufficiently treated. Recent knowledge concerning the vulnerability of preterm and term infants exposed to distress and pain has increased requirements for careful handling. In order to develop less painful techniques and methods for the purpose of diminishing procedural pain, the infant?s experience of pain must be objectively assessed. In this project, we will study pain assessment by using behavioral indicators: facial expressions. Facial expression display has been considered as an objective indicator of pain and shown consistencies in both infants and toddlers. Different facial expression coding systems have been extensively used as research tools, and also tested for bedside application. Although these facial expression coding systems are promising in characterizing pain expressions, they require human observers, which is very time intensive. Manual FACS coding would require as much as 10 hours for each minute of video data. In addition, the coding results are highly observer-dependent. To enable rigorous, efficient, and quantitative measurement of facial expressions, it is highly desirable to have an automated facial expression analysis system. The goal of the project is to develop theory and methods of automatic facial expression analysis for building quantitative pain assessment based on facial expressions. Smärtan hos nyfödda har länge varit underskattad och otillräckligt behandlad. Kunskap om barns känslighet för smärta och stress har under de senaste åren väckt krav på skonsammare hantering. För att kunna utveckla mindre smärtsamma tekniker och metoder vid vårdprocedurerna för nyfödda, måste graden av stress och smärta kunna bedömas. Bedömaren är hänvisad till att iaktta barnets beteende samt fysiologiska och biokemiska reaktioner. Ofta finns det inte något betydelsefullt samband mellan de tre faktorerna. I vårt projekt kommer vi att bedöma smärta genom att mäta barnets ansiktsuttryck. Olika system för att analysera ansiktsuttryck har använts inom forskning och olika applikationer. Exempelvis är Neonatal Facial Coding System (NFCS) utvecklad från ett system som bedömer känslor hos vuxna: Facial Action Coding System (FACS). Detta system har använts intensivt som forskningsverktyg. Trots att dessa tekniker är lovande när det gäller bedömningar av smärta, krävs det dock fortfarande att människor gör bedömningen. De mänskliga faktorerna kan skapa olika variationer, till exempel graden av objektivitet, omfattningen av smärtan mm, vilket skapar osäkerhet i bedömningarna. Efterfrågan på ett automatiskt system är därför stor. Målet med detta projekt är att utveckla tekniker och metoder för automatisk bedömning av smärta genom att titta på ansiktsuttryck. För att avgöra vad ansiktsuttryck är behövs ordentliga beskrivningar. Craig?s Neotanal Facial Coding System (NFCS) kommer att användas i detta projekt. NFCS innehåller 10 ansiktsuttryck som människan visar vid smärta och analysen av smärta grundar sig helt på dessa. Exempelvis kan negativa uttryck kan härledas till hopdragna ögonbryn, rynkor vid näsan, öppna läppar mm. NFCS anses vara ett bra verktyg för att mäta smärta under de nyföddas första period. Ett system som automatiskt analyserar ansiktsuttryck kommer att tas fram som bygger på NFCS och standarden Modified Behavioral Pain Scale (MBPS). I jämförelse med att manuellt analysera uttryck är ett datorbaserat system mycket mer tidseffektivt. Att göra allt manuellt kräver mycket träning och det kan ta upp till 10 timmar att analysera en minut av en videofilm. Ett automatiskt system kommer att klara av att analysera 5-10 bilder per sekund.