Aplicativo analisa o seu aluno para detectar concussão

Um aplicativo de smartphone pode detectar contusões e outras lesões cerebrais em campo, seja nos bastidores de um jogo de esportes, no campo de batalha, ou no lar de idosos propensos a cair.,

O aplicativo, chamado PupilScreen, pode detectar mudanças na resposta de uma pupila à luz usando a câmera de vídeo de um smartphone e ferramentas de aprendizagem profunda—um tipo de inteligência artificial—que pode quantificar mudanças imperceptíveis para o olho humano.

Este reflexo de luz pupilar tem sido usado há muito tempo para avaliar se um paciente tem lesão cerebral traumática grave, e pesquisas recentes acham que pode ser útil na detecção de concussões mais leves—abrindo uma avenida inteiramente nova para o rastreio.

A equipe de cientistas da computação, engenheiros elétricos e pesquisadores médicos tem demonstrado que PupilScreen pode ser usado para detectar casos de lesão cerebral traumática significativa.,um estudo clínico mais amplo desta queda colocará PupilScreen nas mãos de treinadores, técnicos médicos de emergência, médicos e outros para recolher mais dados sobre quais as características de resposta pupilar são mais úteis na determinação de casos ambíguos de concussão. Os pesquisadores esperam lançar uma versão comercialmente disponível de PupilScreen em dois anos.,

Um’divisor de águas’

“Ter uma medida objectiva que um treinador ou um pai ou alguém nos bastidores de um jogo pode usar a tela de concussão realmente ser uma mudança de jogo,” diz Shwetak Patel, professor de ciência da computação & engenharia e de engenharia elétrica na Universidade de Washington.

“neste momento, os Melhores protocolos de triagem que temos ainda são subjetivos, e um jogador que realmente quer voltar ao campo pode encontrar maneiras de jogar o sistema”, diz ele.,

As described in a paper presented Sept., 13 no Ubicomp 2017, PupilScreen pode avaliar o reflexo pupilar de um paciente quase tão bem como um pupilômetro, uma máquina cara e raramente usada encontrada apenas em hospitais. Ele usa o flash do smartphone para estimular os olhos do paciente e a câmera de vídeo para gravar um vídeo de três segundos.

o vídeo é processado usando algoritmos de aprendizagem profunda que podem determinar quais pixels pertencem à pupila em cada moldura de vídeo e medir as mudanças no tamanho da pupila através dessas molduras.,num pequeno estudo piloto que combinou 48 resultados de pacientes com lesões cerebrais traumáticas e de pessoas saudáveis, os médicos foram capazes de diagnosticar as lesões cerebrais com precisão quase perfeita usando apenas a saída da aplicação.

a avaliação Objetiva

Em esportes amadores hoje, mesmo as melhores práticas que os treinadores ou os pais se um atleta é suspeito de uma concussão durante um jogo—pedindo-los onde eles estão, para repetir uma lista de palavras, balanceamento de carga, tocando com um dedo ao nariz—consistem essencialmente de avaliação subjetiva.,

“…pensamos que este dispositivo irá capacitar todos, desde treinadores da Little League até médicos do Departamento de emergência para detectar rapidamente e triagem lesão na cabeça.”

por outro lado, PupilScreen tem como objetivo gerar dados objetivos e clinicamente relevantes que qualquer pessoa nas linhas laterais poderia usar para determinar se um jogador deve ser ainda avaliado para concussão ou outra lesão cerebral.os Centros de controle e prevenção de doenças dos EUA estimam cerca de metade dos 3.,8 milhões de concussões por ano nos EUA devido a lesões desportivas recreativas ainda não foram diagnosticadas, colocando milhões de jovens jogadores e adultos em risco de futuras lesões na cabeça e déficits cognitivos permanentes.historicamente, não houve uma maneira segura de diagnosticar concussão – mesmo nas urgências, diz coautor Lynn McGrath, um médico residente no departamento de cirurgia neurológica da Universidade. Os médicos costumam fazer testes para descartar casos piores como hemorragia cerebral ou fractura craniana. Após lesões mais graves na cabeça são excluídos, um diagnóstico de concussão pode ser feito.,os profissionais de saúde há muito tempo que utilizam o reflexo da luz pupilar—geralmente sob a forma de um teste de luz da caneta, onde iluminam os olhos de um doente-para avaliar formas graves de lesão cerebral. Mas um corpo crescente de pesquisa médica descobriu recentemente que mudanças mais sutis na resposta dos alunos podem ser úteis na detecção de concussões mais leves.

doença cerebral encontrada em 110 dos 111 jogadores falecidos da NFL

“PupilScreen tem como objetivo preencher essa lacuna, dando-nos a primeira capacidade de medir um biomarcador objetivo de concussão no campo”, diz McGrath., “Depois de mais testes, achamos que este dispositivo vai capacitar todos, desde treinadores da liga infantil aos médicos da NFL, aos médicos do Departamento de emergência, para detectar rapidamente e triagem de lesões na cabeça.”

olhando para frente, enfrentando desafios

enquanto a equipe de pesquisa inicialmente testou PupilScreen com uma caixa impressa 3D para controlar a exposição do olho à luz, os pesquisadores estão agora treinando sua máquina aprendendo rede neural para produzir resultados semelhantes com a câmera de smartphone sozinho.

“a visão que estamos a filmar é ter alguém simplesmente segurar o telefone e usar o flash., Queremos que todos os pais, treinadores, cuidadores ou EMT que estão preocupados com uma lesão cerebral sejam capazes de usá-la no local sem precisar de hardware adicional”, diz O autor principal Alex Mariakakis, um estudante de doutorado em Ciência da computação & engenharia.um dos desafios no desenvolvimento de PupilScreen consistiu em treinar as ferramentas de aprendizagem das máquinas para distinguir entre a pupila do olho e a íris, o que implicou anotar cerca de 4.000 imagens dos olhos à mão., Um computador tem a vantagem de ser capaz de quantificar mudanças sutis no reflexo da luz pupilar que o olho humano não pode perceber.

“em Vez de projetar um algoritmo para resolver o problema específico de medição de resposta do aluno, nós passamos isso para uma abordagem de aprendizagem de máquina—a coleta de uma grande quantidade de dados e escrever um algoritmo que permitiu que o computador para aprender”, diz o co-autor Jacó Baudin, um estudante de medicina e estudante de doutorado em fisiologia e biofísica.,

AI pode detectar concussões de atleta anos depois

os pesquisadores PupilScreen estão atualmente trabalhando para identificar parceiros interessados em realizar estudos de campo adicionais do aplicativo, que eles esperam começar em outubro.

A National Science Foundation, a Washington Research Foundation, e a Amazon Catalyst financiaram o projeto.