Sensor-armbånd og deep learning skal spotte børns OCD-anfald i realtid

Illustration: Region Hovedstadens psykiatriske hospital

Hvis man er forælder til et barn med OCD, er det ikke ualmindeligt, at man forsøger at skåne sit barn for tvangstanker og -handlinger ved at undgå de situationer, der udløser angsten. Men i behandlingen af OCD sigter man efter det stik modsatte - at træne barnet til at udsætte sig selv for svære situationer og kæmpe imod tvangshandlingerne.

Med projektet WristAngel forsøger psykiatere og psykologer ved Region H og forskere ved DTU at lave et intelligent system, der opdager når OCD-episoden opstår og minder forældre og patienter om deres træning.

»Ideen er at hjælpe patienterne, ikke kun når de har en terapisession f.eks. hver 14. dag, men også i hverdagen når problemer opstår,« forklarer Line Katrine Harder Clemmensen, der er lektor ved Compute på DTU og en af de hovedansvarlige bag WristAngel.

»Hvis vi ved, hvornår OCD-episoden opstår, kan vi pinge forældrene og minde dem om det, de har lært i terapi-sessionerne, så de kan bruge de rigtige værktøjer. Det er lidt ligesom, at tage de værktøjer, som vi alle sammen bruger til hverdag for at huske alting - og bruge det til at supplere terapien for at hjælpe børn med OCD.«

Biomarkører og angst

Projektet starter med et lille sort sensor armbånd, WristAngel, som minder om alverdens fitness-armbånd eller smart watches. Den måler en række ting: hjerterytme, hudens temperatur, fugt og bevægelse via et accelerometer. Sidstnævnte skal bruges til at skelne et angstanfald fra en løbetur.

Ud fra den data forventer Line Katrine Harder Clemmensen, at en deep learning-model kan vurdere, hvorvidt en patient er ved at få en episode.

»Der er allerede noget præliminær forskning, som viser, at det er signaler, som er værd at kigge på. Det er det, vi forsøger at udvide,« forklarer hun.

Der eksisterer allerede en del data, der kæder biomarkører hos voksne sammen med angst. Samtidig har et væld af fitness-armbånd gjort det nemt at få data over, hvad der kan siges at være en normal hjerterytme.

»Alt det kan vi bruge som transfer learning til det her projekt,« forklarer Line Katrine Harder Clemmensen.

»Det er en smule udfordrende at lave transfer learning fra voksne til børn, så man skal huske at gentræne modellen. Vi ved jo, at der er fysiologiske forskelle mellem f.eks. en hjerterytme hos et voksen og et barn, og andre forskelle må vi undersøge nærmere. Men transfer learning plejer stadig at give noget, og det mener vi også det vil gøre her,« siger hun.

»Hvis vi havde nok data, ville machine learning-systemet selv finde ud af, hvilke signaler var interessante. Men vi har ikke en masse data, kun små pilotstudier. Derfor er det enormt vigtigt at få den hjælp, der ligger i andre studier.«

Skræddersyet

Forskerholdet bag WristAngel er i gang med at planlægge et pilotprojekt, hvor børn bliver udstyret med armbåndet og samtidig bliver bedt om at rapportere i en app, når de har haft problemer relateret til deres OCD.

»Jo mere data vi indsamler, jo mere avancerede kan modellerne blive. Og jo mere vi indsamler på et individ, jo mere kan vi i teorien skræddersy behandlingen til netop den person,« fortæller Line Katrine Harder Clemmensen.

På baggrund af modellens forudsigelse vil det være et regelbaseret system, der afgør, hvad den rigtige respons er.

»Hvis vi f.eks. sender en besked til en forælder, skal vi gøre det på en god måde. Det skal jo ikke være sådan, at folk får endnu mere angst eller panik af, at sådan en melding kommer ind. Og hvordan det gøres rigtigt, ved vi ikke endnu,« siger hun.

Fobier og selvskade

Line Katrine Harder Clemmensen ser generelt rigtig gode muligheder i, at koble machine learning med biosensorer til på forskellige måder at støtte personer med psykiske lidelser uden for selve behandlingstiden. De signaler, som skal afsløre OCD-episoder hos børn, kan formentlig også bruges til angst, fobier, adfærdsforstyrrelser eller selvskade.

»På sigt vil vi også kigge på, hvordan machine learning kan bruges til at analysere på stemme og bevægelser under terrapisessioner, så terapeauten kan få nogle nye værktøjer til at vurdere patienten,« fortæller Line Katrine Harder Clemmensen.

Kernen i arbejdet er nødt til at være, at det skal være et supplement og ikke en erstatning for terapi, understreger hun.

»Det er klart, at det er løsninger, der virkelig skal gennemtestes, og hvor vi virkelig skal passe på, at den forskning og udvikling, vi laver, er ordentlig,« siger DTU-forskeren.

»Det betyder også, at man ikke bare sender patienter hjem med et armbånd, men at man har nogle terapeuter, der forholder sig til, om det er noget, der hjælper dem. For der er meget, der er individuelt. Det er muligt, at et tiltag hjælper 80 % procent af patienterne, og så kan terapeuten foreslå et alternativ til de resterende 20 %.«

I WristAngel-projektet arbejder Line Katrine Harder Clemmensen sammen med professor og overlæge Anne Katrine Pagsberg og seniorforsker og psykolog Nicole Lønfeldt. Kun med denne type ekspertviden om bord giver projektet mening, siger hun.

»Det ville ikke give mening, at jeg gjorde det her selv. Det giver kun mening, fordi de har en forståelse for, hvordan det hele hænger sammen med den terapi, patienterne får. Det kan ikke løses kun med data.«