Cientistas da Salk adaptam programa de computador para avaliar a gravidade do espasmo ocular

Cientistas da Salk adaptam programa de computador para avaliar a gravidade do espasmo ocular

O programa também pode ser usado na pesquisa e diagnóstico de tiques faciais em distúrbios como a síndrome de Tourette, esquizofrenia e doença de Parkinson

LA JOLLA—Se dois médicos observarem o mesmo paciente com blefaroespasmo – contrações musculares incontroláveis ​​ao redor do olho – eles geralmente chegarão a duas conclusões diferentes sobre a gravidade dos sintomas do paciente. Isso ocorre porque as escalas de classificação para blefaroespasmo são notoriamente subjetivas e não confiáveis.

Agora, na tentativa de fornecer uma escala mais objetiva para pesquisa e diagnóstico, cientistas do Salk Institute desenvolveram um programa de computador que assume o trabalho, analisando vídeos de rostos de pacientes. O programa poderia eventualmente ser expandido para ajudar a estudar tiques faciais e espasmos em outros contextos, incluindo síndrome de Tourette, esquizofrenia e doença de Parkinson. A pesquisa foi descrita online em 21 de outubro de 2016 em Neurologia, o jornal médico da Academia Americana de Neurologia.

“O campo da neurologia tem uma longa tradição de tomar decisões clínicas com base em observações cuidadosas. Esperamos complementar essa experiência aproveitando os avanços em visão computacional e aprendizado de máquina”, diz Terrence Sejnowski, chefe do Laboratório de Neurobiologia Computacional de Salk e autor sênior do novo trabalho.

O blefaroespasmo envolve espasmos anormais e involuntários da pálpebra e dos músculos circundantes. Muitas vezes, sua causa é desconhecida, mas os espasmos podem ser desencadeados por fadiga ou estresse e também estão associados a certos medicamentos, alterações hormonais e muitos outros distúrbios, incluindo esclerose múltipla. Para ajudar na pesquisa sobre as causas subjacentes, bem como nos testes de possíveis tratamentos, os cientistas desenvolveram três escalas de classificação diferentes que podem ser usadas para definir um número na gravidade do blefaroplasma, mas estudos mostraram que as classificações têm um alto nível de variabilidade. .

“Eles são inerentemente subjetivos porque são baseados no julgamento humano”, diz David Peterson, cientista do projeto Salk e da Universidade da Califórnia, San Diego e primeiro autor do novo artigo. “E quando essas medidas são usadas para otimizar o tratamento em atendimento clínico ou durante estudos da condição, essa variabilidade introduz erros”.

Sejnowski, Peterson e colaboradores personalizaram o software de análise facial existente chamado Computer Expression Recognition Toolbox (CERT) para tornar as avaliações objetivas. No passado, o CERT foi usado para analisar expressões faciais relacionadas a emoções. A equipe modificou o programa para quantificar a frequência com que os olhos de um paciente fechavam quando eram instruídos a mantê-los abertos. Eles testaram o programa usando 49 vídeos existentes de pacientes com blefaroespasmo que já haviam se inscrito em um programa de pesquisa nacional e foram gravados enquanto seguiam um conjunto de comandos para abrir e fechar os olhos. Os registros incluíam avaliações do blefaroespasmo que haviam sido dadas pelos médicos que atenderam os pacientes. Além disso, os coautores de Peterson no estudo incluíram um conjunto de médicos experientes que classificaram a gravidade dos espasmos oculares de cada paciente assistindo ao mesmo vídeo sendo analisado pelo CERT.

O novo programa foi capaz de encontrar o rosto de um paciente em 100 por cento dos quadros de vídeo para 46 dos 49 pacientes - nos outros 3 casos, identificou o rosto em mais de 93 por cento dos quadros de vídeo. A medida de gravidade do CERT, dada como uma porcentagem do tempo de fechamento dos olhos, correlacionou-se com as avaliações dadas tanto pelos médicos ao vivo quanto pelos que assistiram ao vídeo. As correlações variaram ligeiramente, mas isso era esperado por causa da variação natural nas escalas de classificação padrão, dizem os pesquisadores. “Em seguida, temos algum desenvolvimento de software adicional que precisa acontecer para tornar o programa mais automatizado e precisa ser validado com coortes maiores”, diz Peterson.

Uma vez validado para uso com blefaroespasmo, Peterson aponta que o CERT poderia ser adaptado para ser usado para outros distúrbios que envolvem movimentos anormais e contrações musculares na face.

Outros pesquisadores do estudo foram Gwen C. Littlewort e Marian S. Bartlett, da Universidade da Califórnia, San Diego, Antonella Macerollo, da University College London, Joel S. Perlmutter, da Washington University School of Medicine, HA Jinnah, da Emory University, e Mark Hallett, do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame.

O trabalho e os pesquisadores envolvidos foram apoiados por bolsas do Coalizão da Distonia, o Escritório de Pesquisa de Doenças Raras do Centro Nacional para o Avanço das Ciências Translacionais e Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame, Fundação Bachmann-Strauss para Distonia e Parkinson, Fundação de Pesquisa de Blefaroespasmo Essencial Benigno, Instituto Kavli para Cérebro e Mente na UCSD, o Instituto Nacional de Saúde Mental, e a National Science Foundation.