Desenvolvimento de uma interface baseada em eletro-oculografia para pessoas com comprometimento motor grave

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Costa, Pedro Tendolin de Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Assistive technology, Eye blink; Augmentative and Alternative Communication (AAC); Electrooculography (EOG); Eletroculografia; Human-computer interface (HCI); Interface homem-computador; Pessoas com deficiência física; Sistema de comunicação; Tecnologias da saúde
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3154/tde-06052024-092359/

Mais de um bilhão de indivíduos no mundo convivem com alguma forma de deficiência. Em 2010, aproximadamente 3,7 milhões de brasileiros apresentavam graus severos de deficiência motora que ocorrem por traumas físicos ou doenças tais como a esclerose lateral amiotrófica (ELA). ELA e outras doenças ou traumas físicos podem resultar em paralisias motoras severas com exceção dos movimentos dos olhos, que motivam o desenvolvimento de tecnologias assistivas controladas pelos olhos. A eletrooculografia (EOG) é uma técnica que mede biopotenciais gerados pelos movimentos oculares e que já foi aplicada no controle de cadeiras de rodas motorizadas, controle de drones e interfaces homem-máquina para fins de comunicação. Esse estudo tem como objetivo desenvolver um interface home-máquina baseada em eletro-oculografia visando oferecer um método de comunicação conveniente, eficiente e prático para pessoas com mobilidade reduzida e impossibilidade da fala. Um estudo piloto foi desenvolvido a partir de um sistema analógico de aquisição de EOG para detectar movimentos horizontais dos olhos e traduzi-los em respostas a perguntas pré-programadas mostradas em uma interface gráfica. Os resultados desse estudo inicial e discussões com os pesquisadores do Instituto de Reabilitação Lucy Montor sugeriram a viabilidade de se desenvolver um sistema de comunicação baseado em EOG acessível. Foi desenvolvido um sistema de comunicação EOG de canal único que usa apenas piscadas de olhos, em sincronia com o flash do botão alvo, para controlar uma interface gráfica de usuário (GUI). A GUI foi projetada com opções para informar suas necessidades e um teclado virtual para escrita. O software desenvolvido neste estudo executa a interface e detecta quando o usuário pisca. Dois testes online diferentes foram realizados com participantes que não apresentavam deficiência motora. Os resultados obtidos mostram que o sistema desenvolvido tem exatidão de 89,38% para detecção de piscar de olhos, 89,91% para uso do teclado virtual e 8,26 s de tempo de resposta, demonstrando o bom desempenho do sistema projetado. Resultados similares foram obtidos em quatro participantes com deficiência atendidos no Instituto Lucy Montoro com acurácia de 85,62% na detecção do piscar de olhos, 91,97% no uso do teclado virtual e tempo de resposta de 9,79 s. Os resultados mostraram que a velocidade máxima de interação dependente do intervalo entre flashes e que o sistema requer treinamento e adaptação do usuário. O sistema desenvolvido tem menor complexidade de processamento e consumo de energia comparado a outros descritos na literatura e pode ser utilizado como plataforma para o desenvolvimento de sistemas portáteis.