Desenvolvimento de um protótipo para avaliação de complicações do diabetes mellitus baseada na quantificação da bilirrubina utilizando imagens da esclera

Abstract

Diabetes Mellitus é uma doença crônica e sem cura, cujo acompanhamento e o controle, podem evitar algumas das complicações associadas à ela. Níveis elevados de bilirrubina no sangue, de pessoas com diabetes, pode diminuir a probabilidade de ocorrência dessas complicações. Uma característica da bilirrubina, por ser uma substância amarelada, é de deixar as escleras dos olhos também nesta cor, com a intensidade da cor amarela sendo proporcional à quantidade de bilirrubina no sangue. Este trabalho teve o propósito de desenvolver um protótipo de dispositivo para aquisição de imagens dos olhos de pessoas com Diabetes Mellitus com o intuito de criar uma metodologia para acompanhamento e análise das complicações associadas à diabetes por meio da quantificação da bilirubina. Foram utilizadas técnicas de modelagem 3D para impressão das partes mecânicas que compõem o dispositivo e a prototipação com sistemas embarcados. Também foram desenvolvidas aplicações cliente/servidor para comunicação com os sistemas embarcados e utilizados métodos de processamento digital de imagens para segmentação da esclera. O protótipo foi utilizado em alguns voluntários e apresentou resultados satisfatórios em relação a aquisição das imagens do olho, segmentação da imagem e quantificação do amarelado da esclera. Além disso, demonstrou indícios iniciais da associação do diabetes com os possíveis efeitos da bilirrubina.

Diabetes Mellitus is an incurable chronic disease. The monitoring and control of this illness could avoid some complications associated with it. Elevated bilirubin levels in the bloodstream of people with diabetes could decrease the probability of these complications. One of the features of bilirubin is that it is a yellowish substance which turns the eye sclera yellow. The intensity of the yellow color in the eye sclera is proportional to the bilirubin levels. This work had the purpose of developing a prototype device to acquire eye imaging from people with Diabetes Mellitus, with the intent of creating a methodology to follow and analyse the complications related to it through bilirubin quantification. 3D modelling techniques were applied in order to 3D print the mechanical parts of the device, as well as prototyping the embedded systems. Client/server applications were developed to communicate with these embedded systems. Also, digital image processing methods were used to achieve sclera segmentation. The prototype was used in some volunteers with very good results, regarding eye images acquisition, image segmentation, and sclera yellowing quantification. Furthermore, was verified initial evidence of the relation between diabetes and the possible bilirubin effects.