Academia PupilMetrics Neuro

Orientação e configuração

O que é o instrumento

O PupilMetrics Neuro regista o reflexo pupilar à luz (PLR) e transforma-o em medições quantitativas e repetíveis da função do tronco cerebral e autonômica. Inclui também a análise estática completa de ambas as pupilas e o Drug Effect Monitor, que usa o mesmo registro para medir o que um medicamento com ação no SNC está fazendo. Cada resultado é guardado no dispositivo, para que a próxima consulta possa ser comparada com esta.

É um instrumento de pesquisa. Não foi submetido para autorização 510(k) da FDA nem para marcação CE, e nada do que reporta é um diagnóstico. Todos os resultados tem que ser interpretados por um clínico qualificado no contexto do quadro clínico completo.

A quem se destina, e a quem não se destina

O manual do aplicativo resume-o numa linha: um instrumento de monitoramento clínica, feito para medir a recuperação, não para acusar. Todos os módulos deste curso sobre efeitos de fármacos voltam a essa linha.

Hardware necessário

O Neuro foi construído em torno do iriscópio digital Dino-Lite, um dispositivo USB de imagem ocular cujo anel de LED é ao mesmo tempo a iluminação e o estímulo luminoso. No Windows, instale primeiro o controlador DNVideoX e ligue o iriscópio antes de abrir o aplicativo.

A tela de registro do iriscópio com fio no Windows tem um teste de quadrantes LED: toque em cada quadrante e verifique que lâmpadas acendem. Um quadrante apagado não se nota no traçado, e um estímulo que não verificou é uma medição em que não pode confiar.

As alternativas são um Dino-Lite sem fios com o adaptador WF-20 e, no Android, a câmera traseira ou frontal do celular, com o próprio celular a fornecer o flash. Cada uma reporta a taxa de fotogramas que realmente atingiu.

Plataformas

Licenciamento

Na tela de licença, clique em Iniciar Teste Gratuito, ou introduza a chave que recebeu e clique em Ativar Licença. Uma captura que falha não conta para as 20 análises do período de teste.

O fluxo de exame

O seletor de modo de câmera mostra primeiro as fontes de PLR e o Drug Effect Monitor, e por baixo as fontes de captura estática. PLR Sessions, na tela inicial, abre diretamente os reflexos registados. O formulário do paciente pede nome, idade e sexo. As queixas principais e o nome da clínica são opcionais, e o nome da clínica é memorizado entre sessões. Introduza a idade com cuidado: escolhe os intervalos de referência do PLR e o escalão etário com que a pupila estática é comparada.

Atalhos do computador

Obter uma imagem útil

Este módulo trata das imagens fixas usadas pela análise estática. O registro do reflexo é o módulo 4. Quase todos os resultados estáticos duvidosos têm origem na imagem. Uma captura desfocada não produz um número em falta. Produz um número errado e confiante, o que é pior.

Ordem de captura

O aplicativo captura primeiro o olho direito (OD) e depois o esquerdo (OS). A análise precisa dos dois.

Fontes de câmera

A porta de qualidade

Cada quadro é verificado ao mesmo tempo face a cinco critérios. Uma imagem que falha não chega à análise.

VERMELHO pelo menos um critério falha, e a mensagem ao vivo indica qual. ÂMBAR no limite: basta um pequeno ajuste. VERDE todos os critérios passam e a fotografia é tirada automaticamente. Depois da captura corre, em todos os modos, incluindo o manual, uma verificação à parte de “não é um olho”.

Iluminação, enquadramento, estabilidade

• Iluminação. Difusa e uniforme. O próprio anel LED do iriscópio é ideal. Lâmpadas adicionais acrescentam reflexos na córnea.
• Enquadramento. Deixe a íris ocupar pelo menos metade da largura da imagem, centrada. Uma pupila perto do bordo da imagem custa diretamente precisão na descentração.
• Distância. Cerca de 2–3 cm do olho com um Dino-Lite. Ajuste até a margem pupilar ficar nítida, porque é a partir dela que se medem os achados por zonas e a razão P/I.
• Estabilidade. Apoie a mão ou o dispositivo e peça ao paciente que fixe o olhar num ponto distante. A porta rejeita sozinha as imagens com piscada.

Reflexos perto da pupila

Quando um reflexo fica mais perto do bordo da pupila do que 20 % do raio pupilar, o aplicativo mostra um aviso no cartão de resultados, no PDF e no exame guardado. A análise roda mesmo assim e nada é retido, mas um achado de bordo nesse olho pode ter sido produzido pela luz e não pela íris. O aviso assinala imagens em risco. Não apanha todas as imagens afetadas.

Celulares e fotografias importadas

Segure o celular na vertical e deixe o olho encher o enquadramento. Todos os percursos de captura, importações incluídas, terminam num passo de recorte 4:3. Numa fotografia importada isto importa mais do que parece: o detector procura o bordo da íris em frações fixas da largura do enquadramento, pelo que uma fotografia tirada com o braço estendido, com uma íris pequena ao centro, deixa o bordo fora dessa procura. Recortar até ao olho volta a trazê-lo para o intervalo. Ampliar a imagem não, porque a fração continua igual.

Ler as medições estáticas

Dois pipelines, de propósito

Cada imagem passa por duas análises independentes. A passagem clássica de visão por computador trabalha sobre os pixels em resolução total e encontra os contornos da pupila e da íris. O modelo de ML vê um recorte de 224×224 centrado na íris e prevê apenas a razão P/I, através de um ajuste linear calibrado (R² = 0,856). O cartão de resultados indica qual dos dois produziu a P/I que está lendo. Onde os dois divergem, a pontuação de confiança desce, e essa divergência é, em si mesma, informação útil.

Razão P/I (pupila ÷ íris × 100)

O valor em milímetros é uma conversão

O aplicativo mede uma razão. A imagem não tem referência de escala, pelo que o aplicativo não consegue medir milímetros diretamente. Todos os valores estáticos em milímetros são a razão multiplicada por um diâmetro de íris assumido: 12,0 mm para adultos e adolescentes, menos para crianças pequenas. As íris adultas reais vão de cerca de 10,2 a 13,0 mm. Trate a coluna dos milímetros como uma convenção que torna as faixas comparáveis, e a razão como a medição.

A pupila fica menor com a idade, por isso o resultado também é comparado com uma faixa etária:

Achados por zonas: achatamento e protrusão

A margem pupilar é comparada, zona a zona, com o seu próprio raio mediano. Um achatamento significa que a margem está puxada para dentro nessa zona. Uma protrusão significa que se projeta para fora. Cada olho reporta até quatro de cada tipo.

Cada achado indica a sua zona, o seu arco horário e o seu desvio. O manual lê a margem como o equilíbrio, em cada posição horária, entre a tração para dentro do esfíncter (parassimpática) e a tração para fora do dilatador (simpática). Essa leitura, e o território que associa a cada zona, é um enquadramento teórico derivado da pesquisa, não um padrão diagnóstico validado. O desvio é medido. O que significa é uma hipótese.

Forma, posição e simetria

A anisocoria é graduada sobre a diferência convertida em milímetros: a diferença de P/I em pontos percentuais × 12,0 mm ÷ 100. Só compara o que é comparável. Se a P/I de um olho veio do modelo de ML e a do outro da passagem clássica, a comparação usa o valor clássico para os dois, porque um par misto mediria a distância entre dois métodos e não entre duas pupilas.

Confiança híbrida e grau

Uma pontuação combina a qualidade da captura (20 %), a confiança clássica (35 %), a plausibilidade do ML (20 %) e a concordância entre os dois valores de P/I (25 %). O grau decorre dela: A a partir de 85 %, B a partir de 70 %, C a partir de 55 %, D abaixo disso. Três limites impedem que uma boa média esconda uma parte má: uma detecção clássica fraca limita a pontuação a 40 %, uma má qualidade de captura a 50 % e uma forte divergência entre os dois valores de P/I a 35 %.

O reflexo pupilar à luz

Uma imagem fixa mostra a pupila num momento. O reflexo mostra como a via responde: quanto tempo a pupila demora a começar a contrair, quanto e com que rapidez o faz e como recupera. Este é o núcleo do Neuro. Os resultados do PLR têm o sua própria tela e o seu próprio histórico, e não são misturados com a análise estática, porque são uma medição diferente.

A via, e por que importa após um traumatismo craniano

A via de constrição passa pelo mesencéfalo. A via simpática que volta a dilatar a pupila vai do hipotálamo à medula espinal superior e regressa ao olho. A literatura liga o reflexo à lesão cerebral de três formas:

• Lesão direta do tronco cerebral. Os núcleos pré-tetal e de Edinger–Westphal situam-se no mesencéfalo, expostos às forças rotacionais da concussão. A lesão axonal difusa ligeira está associada a uma latência mensuravelmente mais lenta, por vezes antes do aparecimento de sinais clínicos.
• Aumento da pressão intracraniana. Quando o uncus hernia, comprime o CN III. O sinal precoce descrito é um reflexo lento e assimétrico, que a pupilometria pode detectar antes de a pupila parecer anormal a olho nu.
• Perda da modulação cortical. O lobo frontal amortece o reflexo perante estímulos repetidos. A perda dessa influência está associada a habituação excessiva ou a sensibilização paradoxal (módulo 5).

São associações da literatura, não veredictos a que o aplicativo chega. O aplicativo mede o reflexo. Relacioná-lo com uma lesão é o seu julgamento clínico.

Fontes

A sequência padrão de gravação

Todas as fontes de PLR usam a mesma sequência, pelo que dois registros com quinze dias de intervalo são comparáveis. A pupila é localizada em cada fotograma, os piscadas são colmatados e o traçado é filtrado com passa-baixo antes de qualquer métrica ser calculada. A duração de 12 segundos deixa margem para medir a resposta pós-iluminação 6 segundos depois de o flash terminar (módulo 5).

Porque três segundos de escuridão

Antes do flash, toda a luz é apagada durante três segundos completos. Não é enchimento. É o que torna a amplitude mensurável:

• Os bastonetes começam a adaptar-se ao escuro, aumentando a sensibilidade da retina.
• O dilatador atinge o máximo sob o impulso simpático.
• A pupila atinge o seu verdadeiro diâmetro adaptado ao escuro.
• Assim, a amplitude é medida sempre a partir do mesmo ponto de partida.

Carimbos de hora real e taxa de fotogramas medida

Uma câmera USB não entrega a sua taxa de fotogramas nominal. Em vez de assumir uma, o aplicativo marca cada fotograma com a hora real de captura e lê essas marcas, pelo que a linha de base e a resposta são atribuídas corretamente mesmo quando a taxa oscila. O relatório indica a taxa atingida e uma resolução temporal: o percentil 95 do intervalo entre fotogramas. A 30 fps um fotograma dura cerca de 33 ms, e foram observados intervalos de 27–131 ms quando se perdem fotogramas. Diferenças de latência inferiores a um ou dois fotogramas não têm significado. O trabalho sensível à latência precisa de 60–120 fps.

Cada parâmetro recebe o seu próprio veredicto

A latência, a constrição, a velocidade máxima de constrição, a recuperação T75 e a amplitude do PIPR são comparadas, cada uma, com o intervalo de referência do grupo etário do paciente (18–40, 41–60, 61 e mais) e marcadas como Normal, Limítrofe ou Anormal:

• Normal: dentro dos limites de referência (a média ± 2 DP).
• Limítrofe: fora deles, mas a menos de 3 DP da média.
• Anormal: para lá de 3 DP.

A velocidade e o PIPR só são assinalados quando são demasiado baixos, e o T75 só quando a recuperação demora demasiado. Quando não foi introduzida a idade, os intervalos recorrem à faixa adulta de 18–40, e o resultado diz isso em vez de o fazer em silêncio. Para adultos de 18–40, os limites são:

Cada intervalo tem uma etiqueta de evidência no relatório: Publicado (retirado de um estudo com revisão por pares, Bitsios et al. 1996), Interpolado (a faixa de 41–60, entre duas faixas publicadas) ou Estimado (todos os intervalos de velocidade e de PIPR). Trate um sinal limítrofe ou anormal num intervalo estimado como uma hipótese, não como um achado.

Todos os valores em milímetros do PLR vêm de uma única escala: um diâmetro horizontal de íris assumido de 11,5 mm dividido pela mediana do diâmetro da íris em pixels. Os diâmetros basal e mínimo, a velocidade máxima e a amplitude do PIPR escalam com esse pressuposto, e o resultado indica quando foi usado o valor padrão. A latência, a porcentagem de constrição e o T75 são tempos ou razões, pelo que o pressuposto não os afeta.

O grau

Cada registro recebe uma classificação de A a D, a partir da amplitude de constrição, da latência, da recuperação e da confiança de detecção. Se não foi detectado reflexo, ou o sinal era demasiado fraco, a classificação é D. Se 30 % ou mais dos fotogramas foram rejeitados por qualidade, a classificação desce uma letra. Um D aponta para um problema de captura antes de apontar para um achado: escureça a sala, espere pela linha de base escura, centre o olho e volte a registrar após um descanso.

O índice PMi é experimental

O PMi condensa o painel do PLR numa única pontuação de 0 a 5, pensada para se ler como uma escala de índice neurológico conhecida: 5 é totalmente normal, abaixo de 4 é limítrofe e abaixo de 3 é anormal. É auditável por conceção: a fórmula, os pesos e os valores normativos estão publicados no código do aplicativo, e cada registro devolve a pontuação decomposta termo a termo.

PMi = 5 · exp(−0,35 · z̄)

Cada parâmetro recebe uma pontuação z direcional face a normas ajustadas à idade, que só penaliza o desvio na direção patológica. As pontuações z são combinadas numa média ponderada: a amplitude de constrição e a velocidade máxima pesam mais, depois a latência e o T75, e a amplitude do PIPR menos. Um termo em falta ou abaixo da qualidade é descartado e os pesos restantes são renormalizados. São necessários pelo menos três termos utilizáveis. Com menos, o cartão indica «indisponível» em vez de mostrar um número enganador, e é retido por completo quando a qualidade de captura é má.

O Drug Effect Monitor

O Drug Effect Monitor usa o mesmo registro do reflexo como parâmetro de avaliação farmacodinâmico não invasivo: prova objetiva do que uma dose com ação no SNC está fazendo, para o médico responsável por essa dose. Está integrado no Neuro e é também distribuído como aplicativo Android autônomo. Não é para quem quer descobrir o que alguém tomou.

As perguntas para as quais existe

• A dose de opioide deste paciente está a produzir o grau esperado de efeito no SNC?
• A anestesia está a passar como devia após a cirurgia?
• O nível de sedação na UCI é o adequado, ou este paciente está sobremedicado?
• O analgésico deste atleta já foi eliminado o suficiente para um exame neurológico válido?
• Esta medicação psiquiátrica está a produzir efeitos autonômicos mensuráveis?

O que não reporta

Não identifica fármacos. Uma pupila pequena e lenta é igualmente compatível com cada um destes casos:

• Morfina 15 mg de 4 em 4 horas para dor pós-operatória
• Metadona 80 mg por dia para perturbação de uso de opioides
• Buprenorfina 8 mg como tratamento assistido por medicação
• Difenidramina 50 mg tomada sem receita para insónia
• Colírio de pilocarpina para glaucoma
• Um paciente que dormiu três horas e está profundamente fatigado

Cada padrão positivo é mostrado com a lista de medicamentos que produzem achados indistinguíveis dele. Não há apresentação sem os fatores de confusão.

O protocolo

Não encurte o descanso. Se a pupila não recuperou, a amplitude desce de um ensaio para o seguinte, e isso parece habituação mas não é.

Três ensaios e o índice de habituação

Num cérebro saudável e sem medicação, a amplitude de constrição desce ligeiramente com flashes idênticos repetidos. Os fármacos do SNC perturbam essa modulação, algo que nenhum ensaio isolado consegue mostrar. As três curvas são desenhadas numa mesma linha temporal para poder comparar diretamente a sua forma, início, profundidade e recuperação.

HI = (Ensaio 1 − Ensaio 3) ÷ Ensaio 1 × 100 %

O índice precisa de pelo menos dois ensaios. Com menos, indica N/A.

Classificação de padrões

Os ensaios são calculados em média e aplica-se um conjunto fixo de regras, por esta ordem. P/I em repouso é a razão pupila–íris na linha de base escura, e constrição é a amplitude da resposta.

Os dois padrões de velocidade precisam de pelo menos seis fotogramas válidos nos 2,5 segundos após cada flash. Com uma taxa de fotogramas mais baixa não são oferecidos, e o resultado diz isso. Os seus limiares de velocidade estão marcados como provisórios: vêm dos registros basais sóbrios de um único dispositivo (21 ao todo) e não foram validados contra registros confirmados sob efeito de fármacos.

Indeterminado é um resultado real e frequente, não uma falha. Um conjunto de regras que devolve sempre uma classe está a adivinhar.

O que a literatura associa a cada classe

• Depressores do SNC. Opioides, benzodiazepinas, barbitúricos, álcool e agentes colinérgicos suprimem os circuitos autonômicos do tronco cerebral. Os opioides produzem miose puntiforme bilateral e dependente da dose através do núcleo de Edinger–Westphal. As benzodiazepinas sobretudo tornam a dinâmica mais lenta, com latência mais longa e velocidade menor, sem miose marcada em doses terapêuticas.
• Estimulantes do SNC. As anfetaminas e a cocaína aumentam a pupila em repouso por ação simpática sobre o dilatador, enquanto o próprio reflexo se mantém vivo.
• Anticolinérgicos. Colírios dilatadores, escopolamina, antidepressivos tricíclicos e alguns anti-histamínicos bloqueiam o esfíncter: uma pupila grande com um reflexo suprimido, que é o que os distingue dos estimulantes.
• Canábis. O THC torna a constrição mais lenta sem a suprimir por completo: a velocidade máxima desce enquanto a amplitude pouco muda. O álcool e os sedativos reduzem ambas.

PIPR: efeito farmacológico ou dano estrutural?

Quando um flash intenso termina, as células ganglionares da retina que contêm melanopsina (ipRGC) continuam a disparar durante 5–10 segundos e mantêm a pupila contraída. Esta resposta pupilar pós-iluminação (PIPR) é medida num registro PLR padrão 1 s e 6 s após o fim do flash. O manual lê-a juntamente com o reflexo:

É um enquadramento interpretativo da literatura, e os seus intervalos de PIPR são estimados. O aplicativo mede o PIPR e assinala-o. Os ensaios próprios do Drug Effect Monitor não o calculam, pelo que deve tirar o PIPR de um registro padrão; a leitura é sua.

O quadro ético, tal como implementado

• Indicadores de medicação obrigatórios. Cada padrão positivo do SNC vem acompanhado dos seus Indicadores de Interferência Medicamentosa: os medicamentos prescritos que produzem os mesmos achados. Para o interpretar é necessária a história medicamentosa do paciente.
• Um aviso que não pode ser fechado. Cada tela de resultados indica que a ferramenta não está validada para rastreio de drogas, fins policiais ou fins laborais.
• Um padrão, não uma identificação. O aplicativo apresenta um padrão farmacodinâmico. A interpretação cabe ao médico.
• Mantido à parte. As sessões do monitor, etiquetas de padrão incluídas, são guardadas no seu próprio histórico, nunca no banco de dados de exames. O nome é opcional: o monitor não precisa de uma identidade para medir um reflexo.

Como o olho foi iluminado

Cada sessão regista a sua iluminação: o anel de LED do iriscópio, o campo vermelho de linha de base na tela do celular, apenas um flash de tela ou a lanterna traseira. Um campo vermelho permite à câmera ver a pupila na linha de base sem a contrair muito, porque a luz vermelha provoca muito menos constrição do que os comprimentos de onda curtos. Sessões registadas com iluminações diferentes não são comparáveis, e o histórico diz isso em vez de traçar uma só linha entre elas. Sessões antigas que não registraram a iluminação mostram-na como não registada, não como uma suposição.

Histórico, monitoramento seriada e exportações

Três tipos de registro, mantidos à parte

Cada análise concluída é guardada no dispositivo automaticamente. Não há nenhum passo de gravação para esquecer. Abra o Histórico de Análises com Ctrl + H no ambiente de trabalho, ou a partir da tela inicial. Tem três abas: Estático, RFP e Monitor de Drogas. São mantidos à parte porque não são a mesma medição.

PLR Sessions, na tela inicial, abre diretamente os reflexos registados. Mostra no topo a taxa de detecção: a proporção de registros em que foi detectado um reflexo. Uma taxa baixa é um facto sobre a configuração, e deve estar à vista.

A recuperação é uma trajetória, não uma leitura

A recuperação de uma lesão cerebral desenrola-se ao longo de dias, semanas e meses. Uma leitura ambígua diz pouco. Uma direção ao longo do processo diz muito. Tendências PLR em série representa cada parâmetro ao longo das sessões de um paciente, e cada ponto identifica a sessão e o valor por trás dele. O Drug Effect Monitor tem a sua própria Monitoramento de Tendência Série. O que se espera que uma série em recuperação mostre:

• Diâmetro pupilar a normalizar: o tônus autonômico retornando.
• Amplitude a melhorar: a via parassimpática a recuperar.
• Anisocoria a resolver-se: simetria entre os olhos restabelecida.
• Habituação a normalizar: o circuito córtex–mesencéfalo voltando.

Compare o que é comparável

Uma série só vale o que vale a sua consistência. Registe com a mesma fonte, a mesma iluminação da sala e o mesmo olho em cada consulta. Nos exames estáticos, use o mesmo dispositivo, distância e enquadramento: a Serial Scan Timeline representa P/I, elipticidade e confiança híbrida de cada olho, e a sua faixa de miniaturas deixa cada ponto a um clique da imagem que o produziu. Uma série que se move enquanto a confiança desce está falando com você da captura, não do paciente.

Exportações

Auto-salvar PDF está desligado por padrão. Ligue-o nas Configurações e é escrito um relatório no fim de cada análise. Tudo é escrito localmente. Nada é sincronizado, por isso levar os registros de um paciente para outro computador significa mover os arquivos por si próprio.

Limites, hábitos e resolução de problemas

Uma rotina para cada registro

1. Introduza a idade além do nome. Escolhe os intervalos de referência do PLR e o escalão etário estático.
2. Ligue o iriscópio antes de abrir o aplicativo. No Windows, faça o teste de quadrantes LED.
3. Escureça a sala e dê ao paciente um ponto distante para onde olhar.
4. Deixe a linha de base escura decorrer por completo. Mantenha o olho centrado e imóvel.
5. Leia a classificação antes dos números. Com um D, deixe o paciente descansar e volte a registrar.
6. No Drug Effect Monitor, recolha a história medicamentosa antes de ler o padrão.
7. Exporte o PDF e guarde o JSON com ele. O registro do histórico já está guardado.

O que foi medido, e o que não foi

• Não é um dispositivo médico. Não há autorização 510(k) nem marcação CE. Todos os resultados servem para pesquisa e documentação.
• Não validado contra um pupilómetro de referência. Ainda não há estudo de comparação de métodos com limites de concordância de Bland–Altman, nem repetibilidade teste–reteste (correlação intraclasse), nem sensibilidade e especificidade dos sinais contra um padrão de referência, nem especificação do estímulo em unidades físicas. Os quatro seriam necessários antes de um uso clínico, e não apenas de pesquisa.
• Os milímetros são convertidos, não medidos. A razão é a medição.
• O estímulo importa. A constrição, a velocidade e o PIPR dependem fortemente da intensidade, do comprimento de onda e da duração da luz, e da adaptação. Se o seu estímulo difere daquele com que um intervalo publicado foi medido, a comparação é apenas indicativa. Registe a especificação do seu estímulo com qualquer conjunto de dados destinado a publicação.
• Os intervalos estimados são hipóteses. Todos os intervalos de velocidade e de PIPR são estimados. O PMi é experimental.
• Os padrões não são identificações. Descrevem estados fisiológicos compatíveis com classes alargadas de fármacos. Não identificam substâncias e não são diagnósticos.

Resolução de problemas

É necessário julgamento clínico

Nenhum resultado deve levar a agir sem a interpretação de um médico no contexto clínico completo. As métricas do PLR são um dado entre muitos. O instrumento prefere ser medido a ser acreditado: se um resultado não coincide com o que vê, olhe para o traçado e a captura antes de acreditar em qualquer um deles.