Desenvolvimento de sistema point-of-care de pupilometria dinâmica aplicado no screening da neuropatia autonômica diabética

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ücker, Mariana
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/220491
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2020.
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spelling Desenvolvimento de sistema point-of-care de pupilometria dinâmica aplicado no screening da neuropatia autonômica diabéticaEngenharia elétricaNeuropatiaDiabetes MellitusPupilaDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2020.A neuropatia autonômica diabética (NAD) pode ser definida como uma disfunção dos nervos no sistema nervoso autônomo (SNA). É uma das complicações mais comuns e mais graves causadas pelo diabetes mellitus (DM). A identificação da NAD em sua fase inicial é essencial para permitir a aplicação de uma terapia adequada e evitar complicações mais graves. Uma técnica simples e não invasiva que pode ser utilizada para auxiliar no diagnóstico precoce da NAD é conhecida como pupilometria dinâmica (PD). A PD permite avaliar a regulação autonômica do reflexo pupilar através da medição de parâmetros em resposta a um estímulo de luz branca (e.g., raio da pupila na máxima dilatação ou na máxima constrição). Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema point of care de pupilometria dinâmica como parte integrante de um projeto que está sendo desenvolvido para realizar o screening da NAD. O protótipo apresentado nesta dissertação possui dois módulos principais: (a) módulo de aquisição, que ilumina o olho com luz infravermelha, gera estímulos de luz branca de 20 ms com frequência de 1 Hz e registra as imagens da pupila em resposta ao estímulo luminoso; (b) módulo de análise do raio pupilar, que permite a realização do cadastro dos pacientes, recebe as imagens registradas pelo módulo de aquisição, realiza a medição do raio da pupila e o cálculo dos parâmetros utilizados para avaliar o SNA. Para facilitar a utilização do software foi desenvolvido uma interface gráfica que indica a sequência de passos que devem ser seguidos para sua correta utilização. De acordo com os testes para avaliação do sistema, o módulo de aquisição apresentou variabilidade máxima de 7% no teste de repetibilidade. O módulo de análise do raio pupilar se comunicou de forma eficiente com o hardware e apresentou resultados corretos tanto na aquisição, como na configuração do sistema e na análise das imagens. Neste trabalho também foi realizado um estudo sobre a influência da idade na função autonômica simpática e parassimpática utilizando o sistema desenvolvido. De acordo com os resultados, o reflexo pupilar a um estímulo de luz apresentou alterações significativas na função pupilar em voluntários com mais de 35 anos quando comparados aos resultados dos voluntários com menos de 35 anos. Por fim, foi realizado um estudo para verificar se o módulo de análise do raio pupilar pode ser utilizado como ferramenta de auxílio no diagnóstico da NAD. O software desenvolvido foi utilizado para avaliar imagens previamente coletadas e disponíveis em nossa base de dados. De acordo com os resultados do estudo, o reflexo pupilar a um estímulo de luz apresentou alterações na função pupilar em voluntários com diabetes e NAD quando comparados com os resultados dos voluntários com diabetes e sem NAD. Essas alterações podem indicar o início ou o agravamento de uma disfunção autonômica decorrente do DM. Portanto, conclui-se que o sistema point of care de pupilometria dinâmica desenvolvido demonstrou ser uma solução eficiente e portátil para aplicações na avaliação do sistema nervoso autônomo, podendo ser utilizado para auxiliar o diagnóstico da NAD.Abstract: Diabetic autonomic neuropathy (DAN) can be defined as a nerve dysfunction in the autonomic nervous system (ANS). It is one of the most common and most serious complications caused by diabetes mellitus (DM). The identification of DAN in its initial phase is essential to allow the application of appropriate therapy and to avoid severe complications. A simple and noninvasive technique that can be used to support in the early diagnosis of DAN is known as dynamic pupillometry (DP). DP allows evaluating the autonomic regulation of the pupillary reflex by measuring parameters in response to a white light stimulus (e.g., pupil radius at maximum dilation or maximum constriction). In this context, this work aims to develop a point of care device of dynamic pupillometry as an integral part of a project that is being developed to carry out DAN screening. The prototype presented in this dissertation has two main modules: (a) acquisition module, which illuminates the eye with infrared light, generates white light stimuli of 20 ms with a frequency of 1 Hz; and records the pupil images in response to the light stimulus. (b) pupillary radius analysis module, which allows patients to be registered, receives the images recorded by the acquisition module, measures the pupil radius and calculates the parameters used to assess the ANS. To facilitate the use of the software was developed a graphical interface that indicates the sequence of steps that must be followed for its correct use. According to the tests for system evaluation, the acquisition module showed a maximum variability of 7% in the repeatability test. The pupil radius analysis module communicated efficiently with the hardware and presented correct results in the acquisition, in the system configuration and the analysis of the images. In this work, a study was carried out on the influence of age on sympathetic and parasympathetic autonomic function using the developed system. According to the results, the pupillary reflex to a light stimulus showed significant changes in pupillary function in volunteers over 35 years old when compared to the results of volunteers under 35 years old. Finally, a study was carried out to verify if the pupil radius analysis module can be used as an aid tool in the diagnosis of DAN. The developed software was used to evaluate images previously collected and available in our database. According to the results, the pupillary reflex to a light stimulus showed significant alterations in pupillary function in volunteers with diabetes and DAN when compared with the results of volunteers with diabetes and without DAN. These changes may indicate the onset or worsening of an autonomic dysfunction due to DM. Therefore, it is concluded that the point of care device for dynamic pupillometry developed proved to be an efficient and portable solution for applications in the assessment of the autonomic nervous system, and can be used to assist the diagnosis of DAN.Marques, Jefferson Luiz BrumUniversidade Federal de Santa CatarinaÜcker, Mariana2021-02-26T14:53:10Z2021-02-26T14:53:10Z2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis107 p.| il., gráfs.application/pdf371047https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/220491porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-02-26T14:53:10Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/220491Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732021-02-26T14:53:10Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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