Cuantificación del grado de parálisis facial mediante algoritmos basados en tracking facial

La paralisis facial afecta entre 15 a 40 casos por cada 100.000 personas en la poblacion mundial. De estos, el 50% corresponde a paralisis de Bell. Esta patologia es un tipo de paralisis de origen desconocido (paralisis idiopatica) con posibilidad de rehabilitacion. Este tipo de paralisis es la causa mas frecuente de la paralisis facial parcial. En la actualidad existen metodos clinicos de graduacion del nivel de paralisis facial que tienen la desventaja de ser subjetivos, ambiguos y ofrecer una graduacion discreta. Se han hecho trabajos para objetivar la graduacion con el apoyo computacional constituyendo metodos de graduacion no clinicos, que resultan mas objetivos y precisos, pero con la desventaja de que requieren marcadores visuales, mucho tiempo de preparacion o son de dificil uso, lo que limita su aplicacion en entornos clinicos. Esta tesis busca proponer un nuevo metodo de graduacion de la paralisis facial parcial basado en un algoritmo de tracking facial automatico sin marcadores ni preparacion previa y validarlo computacionalmente.Se propone un nuevo metodo de graduacion no clinica que detecta expresiones faciales asimetricas utilizando un modelo parametrico tridimensional modificado para dar soporte a las expresiones faciales asimetricas. Este se basa en un algoritmo disenado para realizar tracking facial que detecta expresiones faciales simetricas, sin la ayuda de marcadores, basado en un modelo tridimensional parametrico que codifica rostros y expresiones faciales simetricas. El algoritmo de tracking facial del metodo propuesto es comparado con el algoritmo original, presentando un tracking de calidad similar. Tambien es comparado con un sistema de seguimiento cinematico con marcadores opticos pasivos, con una diferencia promedio entre un marcador pasivo y un punto del modelo de 1,03 mm (d.s. 0,91 mm). El metodo propuesto es validado utilizando videos de personas con graduacion de paralisis facial en escala de House-Brackmann (una persona por cada grado de paralisis, la escala cuenta con seis grados), proponiendo una equivalencia entre el resultado del tracking facial y la escala House-Brackmann. Finalmente, el metodo propuesto se evalua de manera preliminar con tres pacientes chilenos con paralisis facial parcial con graduacion desconocida, determinando un grado de paralisis coherente con la literatura. Si bien esta ultima evaluacion no es concluyente estadisticamente, deja abierta la posibilidad de un futuro desarrollo de software y a una validacion clinica del algoritmo propuesto.