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18/02/2016

Técnica facilita a identificação da síndrome do olho seco

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Técnica facilita a identificação da síndrome do olho seco

18/02/2016

Tornar o diagnóstico da síndrome do olho seco mais fácil e barato é o desafio que está mobilizando um pesquisador do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos. A ideia do projeto é desenvolver um método não invasivo, com a construção de um protótipo. Serão óculos com microcâmeras acopladas e diodos emissores de luz (LEDs). Por meio da análise das imagens captadas e de outros recursos, será possível identificar se a pessoa possui a síndrome. A pesquisa é realizada por Tiago Trojahn, doutorando do ICMC e professor do Instituto Federal de São Paulo (IFSP), campus São Carlos.

 
Análise das imagens captadas possibilita identificar presença da síndrome

 

A proposta parece muito simples, no entanto, computacionalmente, há vários obstáculos a serem enfrentados para que seja possível disponibilizar o produto no mercado. O potencial da iniciativa foi reconhecido pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). O projeto está entre os 46 selecionados no 3º ciclo do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE). Nos próximos nove meses, Trojahn trabalhará com os pesquisadores da empresa de tecnologia e equipamentos médicos WaveTek, sediada em São Carlos, para comprovar a viabilidade técnico-científica do projeto e terá à disposição até R$ 120 mil (fase 1 do PIPE). Para isso, contará com o apoio de mais quatro profissionais com bolsas Fapesp: dois destinados a solucionar os desafios computacionais e dois voltados para o desenvolvimento do protótipo em si (aspectos ópticos, mecânicos e eletrônicos). Se a pesquisa for bem sucedida nessa primeira etapa, os pesquisadores podem solicitar mais recursos para o Programa em busca de consolidar a proposta (fase 2). A Fapesp poderá, ainda, em uma etapa posterior (fase 3), apoiar o desenvolvimento comercial e industrial do produto.

São as lágrimas que lubrificam a superfície dos nossos olhos, tornando-a homogênea e criando o que os especialistas chamam de filme lacrimal. A síndrome do olho seco surge quando há uma diminuição da produção das lágrimas ou uma deficiência em alguns de seus componentes. Entre os métodos mais comuns utilizados atualmente para diagnosticar a doença estão dois testes. Um deles consiste na colocação de uma tira de papel de filtro no olho do paciente (teste de Schirmer) e, após cinco minutos, mede-se a quantidade de umidade da tira. O outro método (teste de Rosa Bengala) é feito por meio da colocação de um colírio com propriedades corantes e da análise da resposta do olho: se houver pontos secos, eles irão absorver diferentemente o corante, delimitando a área afetada.

Tornar esse diagnóstico muito mais rápido e confortável para os pacientes, além de barateá-lo, é a principal meta do estudo coordenado por Trojahn. O protótipo possuirá LEDs acoplados, que serão as fontes emissoras de luzes para os olhos, bem como microcâmeras para registrar tudo o que acontece com os pacientes. Um programa de computador será criado para analisar automaticamente os vídeos que serão gerados, pois será preciso avaliar todos os momentos em que houve uma perturbação no fluxo da luz, seja porque ocorreu uma ruptura no filme lacrimal ou porque a pessoa piscou.

Imagens significativas
“Primeiro, é necessário selecionar as imagens significativas que devem ser analisadas. Quando gravamos o que está acontecendo no olho da pessoa, captamos também a imagem da pálpebra, dos cílios, além das perturbações que ocorrem quando a pessoa se mexe. Será preciso excluir todas essas informações das imagens”, explica Trojahn. Selecionar apenas o que é relevante é fundamental nesse trabalho, pois um vídeo contém uma imensa quantidade de dados (big data) e quanto mais informações temos, mais tempo levamos para avaliá-las.

Outro aspecto que facilita o trabalho de análise é dividir as imagens em diferentes partes (segmentação). “Se a pessoa piscar o olho, podemos separar as imagens entre o que aconteceu antes e depois, por exemplo. Assim, consigo verificar quanto tempo se passou desde a última vez que ela piscou”, conta o doutorando. Segundo ele, o protótipo também permitirá identificar onde está acontecendo a ruptura do filme lacrimal, o que torna mais fácil averiguar se há alterações em uma das glândulas lacrimais.

Para Trojahn, os conhecimentos adquiridos no ICMC estão sendo essenciais para o desenvolvimento do projeto: “Fiz uma disciplina sobre processamento digital de imagens que será de grande utilidade no projeto. Embora meus objetivos no doutorado sejam diferentes, o objeto que analiso é o mesmo: vídeos”.

A ideia do projeto surgiu quando o fundador da empresa Wavetek, Luis Alberto de Carvalho, desenvolvia seu pós-doutorado nos Estados Unidos, na University of Rochester New York, durante os anos de 2005 e 2006. Carvalho, que é pesquisador colaborador do Centro de Pesquisas em Óptica e Fotônica (CEPOF), sediado no IFSC, e também professor de pós-graduação na Escola Paulista de Medicina/Universidade Federal de São Paulo. Ele chegou a Trojahn por indicação de uma de suas estagiárias, Miriam Numajiri, que é aluna da Universidade Federal de São Carlos e colaboradora do projeto.

O doutorando do ICMC adianta que, se as técnicas computacionais que está pesquisando forem eficientes na detecção da síndrome do olho seco, poderão ser aplicadas para outras finalidades: “Se der certo, começa a se tornar possível identificarmos outras enfermidades como deformações no globo ocular, pressão no olho e poderemos até evitar derrames oculares, um problema bem mais sério que causa cegueira”, afirma. Outra possível utilidade da pesquisa é a realização de diagnósticos em massa. Isso é necessário, por exemplo, em casos de desastres químicos. “Caso muitas pessoas apresentem sintomas de irritação nos olhos, poderemos usar nosso equipamento para identificar o problema rapidamente”, afirma Trojahn”.


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