Analisi del movimento applicata allo studio della mimica facciale in pazienti con Morbo di Parkinson: valutazione degli effetti di un trattamento di musicoterapia

Questo lavoro di tesi si pone l’obiettivo di affrontare il tema del Morbo di Parkinson e di indagare come terapie complementari quali la musicoterapia possano influire sul miglioramento di sintomi come l’ipomimia. Il Morbo di Parkinson è una malattia neurodegenerativa che coinvolge i gangli della base riducendo la produzione di dopamina con il risultato di sintomi come tremore, bradicinesia, difficoltà nel mantenere l’equilibrio e altri sintomi non motori come la depressione, che condizionano la qualit di vita del paziente. Tra i sintomi della malattia è presente anche l’ipomimia, ossia la difficoltà nell’articolare le espressioni facciali causando disagi nella vita sociale dei pazienti; per contrastare la malattia sono possibili diversi tipi di trattamenti, da quelli farmacologici a quelli chirurgici e anche terapie complementari come la musicoterapia. Per valutare lo stato di avanzamento della malattia si utilizzano specifiche scale cliniche di valutazione facenti parte del sistema MDS UPDRS, il quale permette di valutare anche il sintomo dell’ipomimia; per poter codificare le espressioni facciali possibile usare il metodo FACS (Facial Action Coding System), presentato da Ekman e Friesen nel 1978, il sistema pi completo, rigoroso e ampiamente utilizzato per descrivere le espressioni facciali. Grazie all’utilizzo di tale manuale e sistemi software automatizzati per il riconoscimento facciale stato possibile analizzare tramite video frontali le espressioni facciali di un campione di pazienti affetti da morbo di Parkinson analizzati presso la Casa di Cura Villa Margherita di Vicenza. Sono state realizzate delle riprese video di due gruppi di partecipanti, effettuate sia prima che dopo i diversi programmi di riabilitazione a cui sono stati sottoposti. Lo studio ha inoltre incluso un gruppo di controllo composto da soggetti sani, al fine di fornire un parametro di confronto aggiuntivo rispetto ai risultati ottenuti dai soggetti con patologie. Durante ogni sessione di registrazione, ai partecipanti stato chiesto di esprimere sei emozioni fondamentali, quelle che Darwin ha definito come 'emozioni base': rabbia, disgusto, paura, felicit , tristezza e sorpresa. Per ciascuna emozione espressa in ogni video, stato selezionato un fotogramma specifico che rappresentasse il momento di massima intensit dell'espressione emotiva. Una volta acquisiti i fotogrammi, con il software OpenFace, sono state estratte le coordinate dei punti di riferimento facciali (landmark) e le intensit delle Action Unit (AUs). OpenFace un software per il riconoscimento facciale e l’analisi delle espressioni facciali, che sfrutta una combinazione di tecniche di apprendimento automatico e visione artificiale che utilizza reti neurali profonde per elaborare e analizzare immagini o sequenze video di volti. A partire dalle coordinate dei landmark facciali, stato calcolato il Face Mobility Index (FMI) seguendo un protocollo sperimentale sviluppato da Pegolo et al. presso il BiomovLab, utilizzato per valutare i miglioramenti dell’ipomimia nei soggetti prima e dopo la terapia, confrontandoli sia tra pazienti sottoposti a musicoterapia e pazienti sottoposti solo a terapia farmacologica, sia con i dati dei soggetti sani. Inoltre, dall’analisi delle intensit delle AUs stato possibile ricavare informazioni sull’effetto della musicoterapia sulle espressioni facciali dei pazienti affetti da Parkinson e valutarne l’impatto su eventuali miglioramenti nella capacità di espressione di queste ultime. Infine, i dati raccolti sono stati poi confrontati con le scale cliniche dei soggetti per verificare l’impatto dll’ipomimia rispetto agli altri sintomi da essi presentati e capire se le terapie sperimentali come la musicoterapia possono essere validi alleati per far fronte alla malattia.