Em um piscar de olhos

Terça-feira, 05 de agosto de 2014, pela Optalert

A sonolência aumenta significativamente o risco de acidentes e acredita-se que isso contribui para mais de 30% dos acidentes rodoviários. A capacidade de identificar o estado perigoso de sonolência pode ser alcançada caracterizando-se as mudanças dinâmicas nos movimentos das pálpebras no ato de piscar os olhos. Apesar de formas de medida de duração de uma "piscadela", como o PERCLOS, serem capazes de detectar os estágios tardios de sonolência, seus efeitos não são os mesmos para todos. Em vez disso, são as mudanças dinâmicas iniciais nas "piscadelas", em especial a velocidade das pálpebras, que proporcionam um marcador fisiológico confiável dos estados instáveis de agilidade e sonolência.

Introdução

Sonolência pode ser definida como o estado intermediário de uma pessoa entre estar acordado e dormindo. É um estado instável de consciência reduzida e falta de atenção que pode resultar em uma diminuição significativa no desempenho do motorista em intervalos de tempo relativamente curtos. Isso faz com que o estado de sonolência seja perigoso para motoristas de veículos automotores ou operadores de equipamentos industriais, ou seja, para quem a manutenção do estado de vigilância possa ser uma questão de vida ou morte.

A maioria das pessoas está ciente dos perigos de dirigir em um estado de embriaguez, mas muitos não sabem que a sonolência prejudica a capacidade de desempenho, avaliação e tempo de reação, da mesma forma que o álcool ou drogas. Estudos demonstram que manter-se acordado por 17 horas resulta em incapacitação equivalente a uma taxa de álcool no sangue (TAS) de 0,05, o limite legal nas estradas australianas. Manter-se acordado por mais de 20 horas é comparável a uma incapacidade de TAS de 0,08, o limite legal em todos os estados americanos. A sonolência aumenta significativamente o risco de acidente. A sonolência contribui para cerca de 30% ou mais dos acidentes de trânsito e é um risco sério para a saúde e segurança ocupacional, particularmente para quem precisa descolar-se por distâncias consideráveis para chegar ao trabalho.

Mudanças nos olhos e movimentos das pálpebras, referidas como "dinâmicas oculares", fornecem uma ligação direta à instabilidade na atenção de um indivíduo. Movimentos oculares, especialmente parâmetros de "piscadelas", são considerados indicadores fisiológicos confiáveis do nível de sonolência. Características da piscadela durante o fechamento e reabertura da pálpebra demonstram propriedades únicas que podem quantificar objetivamente algumas mudanças na sonolência.

Uma piscadela normal dura, aproximadamente, de 250 a 300 milésimos de segundo, abrangendo três fases distintas: (1) fase de fechamento, (2) fechamento completo e (3) fase de reabertura. Vários parâmetros oculares podem ser derivados de tais fases, conforme demonstrado abaixo.

Medidas de duração de uma piscadela

Uma pessoa bem descansada em estado alerta possui fases de abertura e fechamento da pálpebra com uma duração de 100 a 150 milímetros de segundo, respectivamente. Significativamente, as durações separadas do ato de fechar as pálpebras, mantê-las fechadas por um momento e então abrí-las tendem a aumentar com a sonolência. Entretanto, correlações entre as durações de componentes separados de uma piscadela são relativamente baixas, o que sugere que os processos de reflexo controlando tais movimentos são parcialmente independentes um do outro. Entretanto, diferenças interindividuais substanciais estão comumente associadas aos parâmetros de duração da piscadela e também à taxa de piscadelas, ou seja, a frequência com que uma pessoa pisca, o que faz com essas variáveis possuam valor limitado para quantificarem exclusivamente a sonolência.

Uma forma de medida de duração de fechamento do olho comumente utilizada é o "PERCLOS" - o percentual de tempo que os olhos de uma pessoa estão fechados de 80 a 100% em um período de tempo, normalmente, cinco minutos. O método PERCLOS reflete o fechamento lento das pálpebras, ou as "quedas", ao invés de piscadelas e é mais adequado quando se calcula uma média em longos períodos de tempo. Dessa forma, as desvantagens observadas neste método incluem: o PERCLOS é capaz de detectar apenas os estágios tardios da sonolência, o que pode ter um impacto significativo na redução de riscos em cenários operacionais; o PERCLOS não é capaz de detectar o importante subconjunto de indivíduos sonolentos que dormem rapidamente com os olhos abertos. Como outras formas de medida de duração de piscadela, o método PERCLOS sozinho não é capaz de caracterizar confiavelmente os estados instáveis que constituem a variedade de comportamento alerta-sonolento, já que não inclui qualquer avaliação de mudanças dinâmicas nos olhos ou movimentos das pálpebras.

O tempo de duração de uma piscadela depende da amplitude (tamanho do movimento) e da velocidade do movimento, particularmente na pálpebra superior. Enquanto as medidas de duração de uma piscadela foram os parâmetros mais informativos para a detecção de sonolência anteriormente, apesar de não serem coerentes entre as pessoas, os parâmetros envolvendo mudanças dinâmicas na amplitude e velocidade dos movimentos da pálpebra demonstraram ser muito mais sensíveis.

A relação amplitude/velocidade para piscadelas

Há alguns parâmetros oculares que permanecem estáveis entre pessoas diferentes e demonstraram ser os indicadores de sonolência mais sensíveis. Em pessoas alertas, a amplitude (tamanho) dos movimentos da pálpebra superior durante cada piscadela costuma estar bastante relacionada a sua velocidade máxima. Quanto mais as pálpebras se movem, maior é sua velocidade.

Em 2003, o professor Murray Johns introduziu as relações amplitude-velocidade (AVRs) para piscadelas como uma forma de medida da velocidade relativa de seus movimentos. As AVRs para o fechamento das pálpebras durante a piscadela são diferentes daquelas para sua reabertura, apesar de suas amplitudes serem normalmente as mesmas. As AVRs demonstraram aumentar com a sonolência, particularmente no momento da reabertura. Ou seja, a pálpebra superior movimenta-se mais lentamente no momento da reabertura em uma pessoa sonolenta que em uma pessoa alerta. As pálpebras podem cair devido à sonolência, o que diminuiria a amplitude das piscadelas, mas isso não muda sua AVR. Essas relações evitam a necessidade de calibração da amplitude ou velocidade em termos absolutos. As relações também são muito estáveis entre diferentes pessoas, o que significa que elas não precisam ser ajustadas individualmente.

As AVRs demonstraram estabilidade no estado alerta; entretanto, níveis maiores de sonolência diminuem a velocidade das pálpebras, especialmente em sua fase de reabertura. São as alterações fisiológicas iniciais nas piscadelas, especialmente na velocidade relativa das fases de fechamento e reabertura das pálpebras que caracterizam o estado de sonolência.

As funções neuromusculares dos músculos esqueléticos são influenciadas pelo sono e pelo estado alerta. Isso se aplica particularmente às pálpebras, que permanecem abertas na maior parte do tempo durante o dia e fechadas continuamente durante o sono. A sonolência afeta as funções neuromusculares das pálpebras de várias formas diferentes. Ela prejudica os mecanismos que controlam a ativação e inibição dos músculos em cada pálpebra. Em estado alerta, esses mecanismos estão altamente integrados à realização das piscadelas espontâneas normais. Com o aumento da sonolência, o grau de controle e integração é reduzido. As dinâmicas dos movimentos das pálpebras fornecem uma ligação fisiológica direta às mudanças nas funções do sistema nervoso central, especialmente durante a transição do estado alerta para o sono.

Uma nova escala de medida de sonolência, a Escala de Sonolência Johns (JDS™), foi desenvolvida para ser utilizada com a tecnologia da Optalert. Ela é baseada em uma combinação de diversas variáveis oculares, em especial as velocidades relativas dos movimentos das pálpebras durantes as piscadelas. O desenvolvimento da JDS™ e sua validação encontram-se resumidas no documento anexo, Medindo a sonolência com a JDS™.