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Featured11/05/2022

Aplicativo de celular permite rastrear doenças neurológicas pelos olhos

Um usuário de smartphone pode visualizar o olho usando a câmera selfie RGB e a câmera de infravermelho próximo incluída para reconhecimento facial. As medições dessa imagem podem ser usadas para avaliar a condição cognitiva do usuário. Crédito: Digital Health Lab

11/05/22 - 13h04min

Pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego (EUA) desenvolveram um aplicativo de smartphone que pode permitir que as pessoas rastreiem a doença de Alzheimer, transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH) e outras doenças e distúrbios neurológicos a partir de closes de seus olhos.

O aplicativo usa uma câmera de infravermelho próximo, que é incorporada em smartphones mais recentes para reconhecimento facial, juntamente com uma câmera selfie comum para rastrear como a pupila de uma pessoa muda de tamanho. Essas medições da pupila podem ser usadas para avaliar a condição cognitiva de uma pessoa.

A tecnologia é descrita em um artigo apresentado na ACM Computer Human Interaction Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI 2022), realizada de 30 de abril a 5 de maio em Nova Orleans.

“Embora ainda haja muito trabalho a ser feito, estou animado com o potencial de usar essa tecnologia para trazer a triagem neurológica para fora dos laboratórios clínicos e para as residências”, disse Colin Barry, doutorando em engenharia elétrica e de computação da Universidade da Califórnia em San Diego e primeiro autor do artigo, que recebeu uma Menção Honrosa para o prêmio de Melhor Artigo. “Esperamos que isso abra as portas para novas explorações do uso de smartphones para detectar e monitorar possíveis problemas de saúde mais cedo.”

Solução econômica e acessível

O tamanho da pupila pode fornecer informações sobre as funções neurológicas de uma pessoa, mostraram pesquisas recentes. Por exemplo, o tamanho da pupila aumenta quando uma pessoa realiza uma tarefa cognitiva difícil ou ouve um som inesperado.

A medição das mudanças no diâmetro da pupila é feita realizando-se o que é chamado de teste de resposta da pupila. O teste pode oferecer uma maneira simples e fácil de diagnosticar e monitorar várias doenças e distúrbios neurológicos. No entanto, atualmente requer equipamentos especializados e caros, tornando inviável a realização fora do laboratório ou clínica.

Os engenheiros do Digital Health Lab da Universidade da Califórnia em San Diego, liderados pelo professor de engenharia elétrica e de computação da universidade, Edward Wang, colaboraram com pesquisadores do Centro de Tecnologia de Saúde Mental da UC San Diego (MHTech Center) para desenvolver uma solução mais econômica e acessível.

“Uma ferramenta de avaliação de smartphone escalável que pode ser usada para exames comunitários em larga escala pode facilitar o desenvolvimento de testes de resposta da pupila como testes minimamente invasivos e baratos para auxiliar na detecção e compreensão de doenças como a doença de Alzheimer. Isso pode ter um enorme impacto na saúde pública”, disse Eric Granholm, professor de psiquiatria da Faculdade de Medicina da UC San Diego e diretor do MHTech Center.

Diagrama do fluxo da aquisição de dados para os dados finais. Um usuário autoadministra um teste de resposta da pupila e, em seguida, os dados são coletados fora do dispositivo para calcular a distância e o diâmetro da pupila. O resultado final é mostrado na extrema direita. Crédito: Digital Health Lab

Grande precisão

O aplicativo desenvolvido pela equipe da UC San Diego usa a câmera de infravermelho próximo de um smartphone para detectar a pupila de uma pessoa. No espectro do infravermelho próximo, a pupila pode ser facilmente diferenciada da íris, mesmo em olhos com cores de íris mais escuras. Isso permite que o aplicativo calcule o tamanho da pupila com precisão submilimétrica em várias cores de olhos. O aplicativo também usa uma foto colorida tirada pela câmera selfie do smartphone para capturar a distância estereoscópica entre o smartphone e o usuário. O aplicativo então usa essa distância para converter o tamanho da pupila da imagem do infravermelho próximo em unidades milimétricas.

As medidas do aplicativo foram comparáveis ​​às obtidas por um dispositivo chamado pupilômetro, que é o padrão ouro para medir o tamanho da pupila.

Os pesquisadores também incluíram vários recursos em seu aplicativo para torná-lo mais amigável para adultos mais velhos.

“Para nós, um dos fatores mais importantes no desenvolvimento de tecnologia é garantir que essas soluções sejam úteis para qualquer pessoa. Isso inclui indivíduos como adultos mais velhos que podem não estar acostumados a usar smartphones”, disse Barry.

Uso por idosos

Os pesquisadores trabalharam com participantes adultos mais velhos para projetar uma interface de aplicativo simples que permite aos usuários autoadministrar os testes de resposta das pupilas. Essa interface incluía comandos de voz, instruções baseadas em imagens e uma luneta plástica barata para direcionar o usuário a colocar o olho dentro da visão da câmera do smartphone.

“Ao testar diretamente com adultos mais velhos, aprendemos sobre maneiras de melhorar a usabilidade geral do nosso sistema e até nos ajudou a inovar soluções específicas para adultos mais velhos que tornam mais fácil para pessoas com diferentes limites físicos ainda usar nosso sistema com sucesso”, disse Wang, que é também membro do corpo docente do Laboratório de Design da UC San Diego. “Ao desenvolver tecnologias, devemos olhar além da função como a única métrica de sucesso, mas entender como nossas soluções serão utilizadas por usuários finais muito diversos.”

O Digital Health Lab continua este trabalho em um projeto para permitir a função pupilometria semelhante em qualquer smartphone, em vez de apenas nos smartphones mais novos. Estudos futuros também envolverão o trabalho com idosos para avaliar o uso doméstico da tecnologia. A equipe trabalhará com indivíduos mais velhos com comprometimento cognitivo leve para testar o aplicativo como uma ferramenta de triagem de risco para a doença de Alzheimer em estágio inicial.

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