Gallai offeryn newydd sy'n cael ei bweru gan AI wella ymchwiliadau i anafiadau trawmatig i'r ymennydd mewn fforenseg a gorfodi'r gyfraith

Mae offeryn newydd i gynorthwyo ymchwiliadau fforensig o anafiadau trawmatig i'r ymennydd (TBI), wedi'i ddatblygu gan dîm o ymchwilwyr mewn cydweithrediad ag ymarferwyr o orfodi'r gyfraith, gofal iechyd a diwydiant.

Mae'r dechnoleg AI uwch sy'n seiliedig ar ffiseg yn cyflwyno fframwaith dysgu peirianyddol sy'n seiliedig ar fecaneg i helpu'r heddlu a thimau fforensig i ragweld canlyniadau TBI yn gywir yn seiliedig ar senarios a ddisgrifir o ymosodiadau.

Cyhoeddir yr astudiaeth newydd, dan arweiniad Prifysgol Rhydychen, mewn cydweithrediad â Phrifysgol Caerdydd, Heddlu Dyffryn Tafwys, yr Asiantaeth Troseddu Cenedlaethol, Ysbyty John Radcliffe a Lurtis Ltd, yn Nature Communications Engineering.

Mae TBI yn fater iechyd cyhoeddus hanfodol, gyda chanlyniadau niwrolegol difrifol a hirdymor.

Mewn ymchwiliadau fforensig, mae penderfynu a allai effaith fod wedi achosi anaf a adroddir yn hanfodol ar gyfer achosion cyfreithiol, ond ar hyn o bryd nid oes dull safonol, mesuradwy o wneud hyn.

Mae'r canfyddiadau hyn yn dangos sut y gallai offer dysgu peirianyddol sy'n cael eu llywio gan efelychiadau mecanistig ddarparu rhagfynegiadau o anafiadau ar sail tystiolaeth, er mwyn gwella cywirdeb a chysondeb ymchwiliadau TBI.

Dywedodd Prif ymchwilydd Antoine Jérusalem, Athro Peirianneg Fecanyddol yn yr Adran Gwyddor Peirianneg Prifysgol Rhydychen: "Mae'r ymchwil hon yn gam sylweddol ymlaen mewn biomecaneg fforensig."

Cyflawnodd fframwaith AI yr astudiaeth, a hyfforddwyd ar adroddiadau heddlu dienw go iawn a data fforensig, gywirdeb rhagfynegiad rhyfeddol ar gyfer anafiadau sy'n gysylltiedig â TBI:

• 94% cywirdeb ar gyfer torri penglog
• 79% cywirdeb ar gyfer colli ymwybyddiaeth
• 79% cywirdeb ar gyfer gwaedlif mewngreuanol (gwaedu o fewn y benglog)

Ym mhob achos, dangosodd y model benodolrwydd a sensitifrwydd uchel (cyfradd isel o ganlyniadau positif ffug a negyddol ffug).

Mae'r fframwaith yn defnyddio model mecanistig cyfrifiadurol cyffredinol o'r pen a'r gwddf, a ddyluniwyd i efelychu sut mae gwahanol fathau o effeithiau—fel dyrnau, slaps, neu streiciau yn erbyn arwyneb gwastad—yn effeithio ar wahanol ranbarthau.

Mae hyn yn rhoi rhagfynegiad sylfaenol a yw effaith yn debygol o achosi anffurfiad neu straen meinwe. Fodd bynnag, nid yw'n rhagweld ar ei ben ei hun unrhyw risg o anaf. Gwneir hyn gan haen AI uwch sy'n ymgorffori'r wybodaeth hon gydag unrhyw fetadata perthnasol ychwanegol, fel oedran a thaldra’r dioddefwr cyn rhoi rhagfynegiad o anaf penodol.

Hyfforddodd yr ymchwilwyr y fframwaith cyffredinol ar 53 o adroddiadau dienw’r heddlu o achosion ymosodiad. Roedd pob adroddiad yn cynnwys gwybodaeth am ystod o ffactorau a allai effeithio ar ddifrifoldeb yr ergyd gan gynnwys oedran, rhyw, corffoledd y dioddefwr/troseddwr.

Arweiniodd hyn at fodel a oedd yn gallu integreiddio data bioffisegol mecanyddol â manylion fforensig i ragweld y tebygolrwydd y bydd gwahanol TBIs yn digwydd.

Mae'r cyd-awdur Dr Mike Jones yn Ymchwilydd ac Ymgynghorydd Fforensig yn Ysgol Peirianneg Prifysgol Caerdydd ac yn aelod o Labordy Mecaneg a Thrawma Rhyngwladol yr Ymennydd ym Mhrifysgol Rhydychen. Mae'n cynorthwyo fel mater o drefn wrth ymchwilio i achosion llofruddiaeth, ymosodiadau, damweiniau a hunanladdiad.

Dyma’r hyn a ddywedodd: "Sawdl Achilles meddyginiaeth fforensig yw asesu a yw mecanwaith anaf a nodwyd gan dyst neu a gesglir, y grym yn aml, yn cyfateb i'r anafiadau a welir."

Pan asesodd yr ymchwilwyr pa ffactorau oedd â'r dylanwad mwyaf ar y gwerth rhagfynegol ar gyfer pob math o anaf, roedd y canlyniadau'n hynod gyson â chanfyddiadau meddygol. Er enghraifft, wrth ragweld y tebygolrwydd o dorri penglog, y ffactor pwysicaf oedd y straen uchaf a brofir gan groen y pen a'r benglog yn ystod effaith. Yn yr un modd, y rhagfynegydd cryfaf o golli ymwybyddiaeth oedd y metrigau straen ar gyfer bôn yr ymennydd.

Mae'r tîm ymchwil yn mynnu na fwriedir i'r model ddisodli cyfranogiad arbenigwyr fforensig a chlinigol dynol wrth ymchwilio i achosion o ymosod. Yn hytrach, y bwriad yw darparu amcangyfrif gwrthrychol o'r tebygolrwydd mai ymosodiad oedd gwir achos anaf a gofnodwyd.

Gallai'r model hefyd ddarparu offeryn i nodi sefyllfaoedd risg uchel, gwella asesiadau risg, a datblygu strategaethau ataliol i leihau achosion a difrifoldeb anafiadau pen.

Dywedodd Sonya Baylis o Heddlu Thames Valley a'r Asiantaeth Troseddu Cenedlaethol: "Pan 'dan ni'n edrych ar anafiadau i'r ymennydd, mae pob manylyn yn bwysig - ac mae'r teclyn yma yn ein helpu ni i gael y manylion yna'n iawn. Nid yw'n ymwneud â chael gwell technoleg yn unig, mae'n ymwneud â sicrhau y gallwn ni ddilyn trywydd digwyddiadau pwysig."

Y papur, 'Fframwaith dysgu peirianyddol wedi'i lywio gan fecaneg ar gyfer rhagfynegi anaf trawmatig i'r ymennydd yn yr heddlu ac ymchwiliadau fforensig', a gyhoeddwyd yn Nature Communications Engineering.