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Engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram um acessório para smartphone que poderia permitir às pessoas rastrear uma variedade de condições neurológicas, como a doença de Alzheimer e lesões cerebrais traumáticas, a baixo custo – e fazê-lo com precisão, independentemente do tom de pele.
A tecnologia, publicada em Relatórios Científicostem o potencial de melhorar a equidade e a acessibilidade dos procedimentos de rastreio neurológico, ao mesmo tempo que os torna amplamente disponíveis em todos os modelos de smartphones.
O acessório cabe na câmera de um smartphone e melhora sua capacidade de capturar gravações de vídeo nítidas e medições da pupila, que é o centro escuro do olho. Uma pesquisa recente mostrou que acompanhar as mudanças no tamanho da pupila durante certas tarefas pode fornecer informações valiosas sobre as funções neurológicas de um indivíduo. Por exemplo, a pupila tende a dilatar-se durante tarefas cognitivas complexas ou em resposta a estímulos inesperados.
No entanto, rastrear o tamanho da pupila pode ser difícil em indivíduos com olhos escuros, como aqueles com tons de pele mais escuros, porque as câmeras coloridas convencionais têm dificuldade em distinguir a pupila da íris escura circundante.
Para aumentar a visibilidade do aluno, os engenheiros da UC San Diego equiparam o acessório do smartphone com um filtro especializado que permite seletivamente uma certa faixa de luz na câmera. Essa faixa é chamada de luz vermelha distante – a extremidade vermelha extrema do espectro visível localizada logo antes da luz infravermelha. A melanina, o pigmento escuro da íris, absorve a maioria dos comprimentos de onda visíveis da luz, mas reflete comprimentos de onda mais longos, incluindo a luz vermelha distante. Ao visualizar o olho com luz vermelha distante enquanto bloqueia outros comprimentos de onda, a íris parece significativamente mais clara, tornando mais fácil ver a pupila com uma câmera normal.
“Tem havido um grande problema com o design de dispositivos médicos que depende de medições ópticas que funcionam apenas para aqueles com pele e olhos claros, embora não tenham um bom desempenho para aqueles com pele e olhos escuros”, disse o autor sênior do estudo, Edward Wang, um professor de engenharia elétrica e de computação no The Design Lab da UC San Diego, onde é diretor do Digital Health Technologies Lab. “Ao nos concentrarmos em como podemos fazer com que isso funcione para todas as pessoas e, ao mesmo tempo, manter a solução simples e de baixo custo, pretendemos preparar o caminho para um futuro de acesso justo a cuidados de saúde remotos e acessíveis”.
Outra característica desta tecnologia que a torna mais acessível é que ela foi projetada para funcionar em todos os smartphones. Tradicionalmente, as medições das pupilas são realizadas por meio de câmeras infravermelhas, disponíveis apenas em modelos de smartphones de última geração. Como as câmeras comuns não conseguem detectar a luz infravermelha, essa abordagem tradicional limita a acessibilidade àqueles que podem comprar smartphones mais caros. Ao usar luz vermelha distante, que ainda faz parte do espectro visível e pode ser capturada por câmeras comuns de smartphones, esta tecnologia nivela o campo de jogo.
“O problema de confiar em sensores especializados, como uma câmera infravermelha, é que nem todos os telefones a possuem”, disse o primeiro autor do estudo, Colin Barry, Ph.D. em engenharia elétrica e de computação. estudante no laboratório de Wang. “Criamos uma solução barata e justa para fornecer esses tipos de exames neurológicos emergentes, independentemente do preço, marca ou modelo do smartphone”.
Para usar o acessório, uma pessoa o prende à câmera do smartphone e o coloca sobre o olho. Em seguida, o smartphone administra um teste de resposta da pupila, fornecendo um flash de luz brilhante e gravando um vídeo do olho durante o teste. Um modelo de aprendizado de máquina usa o vídeo gravado do olho para rastrear o tamanho da pupila.
Os pesquisadores testaram o acessório do smartphone em um grupo diversificado de 12 voluntários com uma ampla gama de cores de olhos, do azul claro ao marrom escuro. As medidas do smartphone foram validadas em relação a um pupilômetro, o dispositivo padrão-ouro usado na clínica para medir o tamanho da pupila.
A próxima fase deste projeto envolve tomar medidas para implantar a tecnologia para exames neurológicos em larga escala em ambientes domésticos. Para chegar a esse estágio, os pesquisadores estão trabalhando na otimização do projeto para fabricação em massa. Estão também a tornar a tecnologia mais fácil de utilizar, especialmente para adultos mais velhos, dado o seu elevado risco de desenvolver doenças neurológicas.
Wang e Barry fundaram uma empresa, Billion Labs Inc., para refinar e comercializar a tecnologia.
Artigo: “Medidas de pupilometria racialmente justas para câmeras RGB de smartphones usando o espectro vermelho distante.”
Este trabalho é apoiado pelo Instituto Nacional do Envelhecimento.
Divulgações: Edward Wang e Colin Barry são cofundadores e têm interesse financeiro na Billion Labs Inc. Wang também é o CEO da Billion Labs. Os termos deste acordo foram revisados e aprovados pela Universidade da Califórnia em San Diego, de acordo com suas políticas de conflito de interesses.
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