面部移植后情绪表达的作用

脸可能是我们见面时首先看的东西。我们每天都使用身体的这个部分来识别和与周围的世界互动。脸的社交功能之一是非语言交流。然而，当面部严重变形时，这就变得困难得多，在很多情况下是不可能的。

去年一月，我的同事告诉我一件事我们的一位客户米格尔·i·多兰特医生的领英帖子．他是马萨诸塞州伯灵顿Lahey医院和医疗中心的一名整形外科住院医师，他写了关于他和Bohdan Pomahac博士领导的团队在美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院进行的整形手术移植主任的研究。研究小组发现，面部移植可以部分恢复患者的情绪表达。

这篇文章引起了我的兴趣，我继续探索面部移植到底意味着什么。我在YouTube上看了几个病人和他们家属的故事，给我留下了深刻的印象。我想了解更多。因此，我读Dorante的文章我联系了他，问了他一些研究方面的问题。

面部的社会功能

面部移植在改善这些患者的面部功能(例如呼吸、进食和说话的能力)和生活质量方面显示出有希望的结果。然而，多兰特想知道，“如果房间另一边的人仅仅通过看你的眼神都不能判断你是否快乐，那么接受面部移植手术还有什么价值吗?”对他来说，答案无疑是否定的。

这就是为什么他的研究重点转向了面部的社会功能，比如具有人类的审美和进行非语言交流的能力。Dorante说:“对情感表达的研究已经确定，存在一种具有特定文化方言的通用语言。这表明情感表达在个体融入社会的能力中起着重要作用。

面部移植后的目标是重新融入社会。到目前为止，在所有的面部移植病例中都实现了这一目标，并已成为继续实施这一手术的道德支柱。我们团队面临的挑战是如何将对一个人面部表情的主观评价转化为对面部移植后结果的客观衡量。”

测量情绪表达

Dorante和他的团队开始寻找视频分析软件，能够以客观、非侵入性和非突发性的方式为他们提供关于视频主体表达状态的信息。的情绪表达分析应作为面部移植后功能结果和康复的指标。将面部识别技术与深度学习算法结合使用，以识别和检测情绪表情将是一个理想的工具。

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情感表达的间接和直接评价

该研究包括6名面部移植患者(占全球面部移植患者的15%)和6名健康对照组的视频。研究人员使用了两种不同的方法来间接或直接评估情绪表达。

Dorante通过计算机软件和硬件的类比来解释这些协议之间的区别:“移植的面部是由骨骼、神经、血管、肌肉和覆盖的皮肤组成的硬件。适当的硬件功能是运行软件所必需的。该软件是使人脸具有动画效果并允许其适当地运行其功能的代码。我们想要探索硬件是否正常(间接评估)以及代码是否正常(直接评估)。”

通过让患者展示他们在高兴、悲伤、愤怒、惊讶、恐惧和害怕时的表情来进行直接评估。这项测试将向研究人员表明，面部移植是否可以恢复情绪表达，但在表达上受到个人和文化偏见的限制。这就是为什么他们还通过要求他们做微笑或皱眉等面部动作来间接测试他们表现情感表达的潜力。

检测快乐的面部表情

FaceReader用于检测和跟踪人脸，提取面部特征，分析面部表情。结果表明，与健康对照组相比，这组患者只能可靠地检测到快乐的情绪。多兰特认为，这是因为它只需要最少的单个面部动作。“微笑主要是表示快乐的唯一动作，而像愤怒这样复杂的情绪可能包括皱鼻子、紧嘴唇、闭眼睛和皱眉。”

研究小组发现，与健康对照组相比，面部移植后的前五年内，快乐的表达量平均恢复了43%。这意味着你可以从房间的另一边看出其他接受面部移植的患者是快乐的。

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使用FaceReader软件的好处

使用基于软件的视频分析，通过情绪表达来间接测量潜在的肌肉恢复，可以提供关于患者恢复的新信息。从本质上讲，这个工具以一种公正的方式衡量可识别的人类审美和非语言沟通的回报。

它可以客观地提供数据，有助于确定面部移植是否符合恢复社会重新融合所必需的功能的伦理目标。此外，Dorante指出，随着时间的推移，该软件能够检测到他们的临床团队不明显的变化。检测和跟踪变化的能力将帮助他们确定康复工作的进展以及面部移植后的整体恢复进展。

最大限度地提高面部移植的生存能力和寿命

对于我的问题，什么样的当前或未来的挑战是重要的，Dorante回答说:“既然我们已经证明可以从面部移植患者的数字化档案中提取客观数据，继续提出更多的问题是非常重要的。”

他继续说:“就我个人而言，测量面部移植后社会功能的额外价值激励我想要最大限度地提高面部移植的可行性和寿命。宿主对同种异体供体移植物的排斥反应是移植的首要挑战。寻找非侵入性或需要血液检查的排斥标记物将有利于有效的管理，从而延长移植的寿命。使用图像分析软件来评估排斥反应期间异体移植物的变化，这将是面部移植领域值得探索的领域。”

参考

Dorante M.I.;科勒,b;俄备得d;Haug诉;费希尔，S.和波马哈克，B.(2020)。意识到面部移植后情绪表达的结果。美国医学会网络公开赛，3(1)https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2019.19247