As doenças oculares representam um desafio crescente para a saúde pública em Portugal, comprometendo significativamente a qualidade de vida da população. O aumento da sua prevalência está associado a diversos fatores, como o envelhecimento demográfico, o uso excessivo de dispositivos digitais, hábitos de vida inadequados e limitações no acesso a consultas oftalmológicas, especialmente em regiões com menor cobertura de serviços de saúde. Estes fatores contribuem para o aumento dos casos de deficiência visual evitável, evidenciando a necessidade urgente de estratégias de rastreio mais acessíveis e menos invasivas. Exergames

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VR Exergames

Tipo de publicação: Resumo do Artigo
Título original: VR Exergames for ocular diseases diagnosis
Data da publicação do artigo: Fevereiro de 2019
Fonte: Repositório da Universidade Nova de Lisboa
Autor: Miguel Miranda
Orientadores: Filipe Sousa & Sofia Cavaco

Qual é o objetivo, público-alvo e áreas da saúde digital em que se enquadra?
     O estudo tem como objetivo desenvolver uma ferramenta inovadora baseada em exergames de realidade virtual para facilitar a deteção precoce de doenças oculares. O público-alvo inclui profissionais de saúde, como oftalmologistas, optometristas e investigadores na área da oftalmologia e das tecnologias de saúde digital, além de gestores de saúde interessados em soluções inovadoras para o rastreio precoce de patologias oculares. O estudo enquadra-se em áreas da saúde digital, com o foco na gamificação, telessaúde, realidade virtual aplicada ao diagnóstico e saúde preventiva.

Qual é o contexto?
     As doenças oculares representam um desafio crescente para a saúde pública em Portugal, comprometendo significativamente a qualidade de vida da população. O aumento da sua prevalência está associado a diversos fatores, como o envelhecimento demográfico, o uso excessivo de dispositivos digitais, hábitos de vida inadequados e limitações no acesso a consultas oftalmológicas, especialmente em regiões com menor cobertura de serviços de saúde. Estes fatores contribuem para o aumento dos casos de deficiência visual evitável, evidenciando a necessidade urgente de estratégias de rastreio mais acessíveis e menos invasivas.

     Entre as patologias oftalmológicas mais prevalentes, destacam-se a degenerescência macular relacionada à idade (caraterizada pela deterioração progressiva da mácula – região central da retina responsável pela visão detalhada – resultando em perda progressiva da visão central), o glaucoma (patologia associada ao aumento da pressão intraocular, causando danos irreversíveis ao nervo ótico e consequentemente perda gradual do campo visual) e a retinopatia diabética (complicação microvascular da diabetes que provoca alterações na retina, como pequenas dilatações dos vasos sanguíneos chamadas microaneurismas, hemorragias e edema macular, podendo levar à redução significativa da acuidade visual, isto é, a capacidade de ver com nitidez).

     Além destas patologias, existem distúrbios visuais que, embora não resultem necessariamente em cegueira, afetam a qualidade da visão. Entre eles, destacam-se os erros refrativos, como miopia, hipermetropia e astigmatismo, que decorrem de alterações na curvatura da córnea ou no comprimento axial do olho, comprometendo a focalização da luz na retina. Outras condições, como o daltonismo, afetam a perceção das cores devido a disfunções nos cones da retina, enquanto a perda de visão periférica e o défice de sensibilidade ao contraste interferem na perceção espacial e na distinção de objetos em ambientes de baixo contraste.

Quais são as abordagens atuais?
     Atualmente, o diagnóstico de patologias oculares baseia-se em diversos exames oftalmológicos convencionais, como a oftalmoscopia, fundoscopia, tomografia de coerência ótica, tonometria e campimetria. Embora estes métodos ofereçam elevada precisão, apresentam desafios significativos, incluindo a necessidade de equipamentos sofisticados, custos elevados e a exigência de especialistas para a sua execução. Além disso, muitos destes exames podem ser desconfortáveis e de difícil acesso em regiões com recursos limitados, comprometendo a realização de triagens e o diagnóstico precoce.

     Para enfrentar estes desafios, abordagens tecnológicas emergentes têm sido exploradas, procurando melhorar a acessibilidade e a eficácia do diagnóstico. Entre elas, destacam-se os exergames em realidade virtual, uma categoria de videojogos que combina entretenimento e exercício físico ou cognitivo, promovendo a interação ativa do utilizador. No contexto da saúde ocular, os exergames surgem como ferramentas promissoras para complementar os métodos tradicionais de rastreio e avaliação visual. Jogos como o EyeSpy 20/20 e o DoDo Game foram desenvolvidos para avaliar parâmetros como perda visual, sensibilidade ao contraste e deficiências na perceção de cores. Estes exergames incorporam testes oftalmológicos amplamente utilizados, como os de Snellen, Ishihara e Pelli Robson, proporcionando uma triagem interativa e envolvente.

     Apesar dos avanços, estes ainda enfrentam desafios significativos, como a variabilidade dos dispositivos utilizados, a precisão dos resultados obtidos e a necessidade de validação clínica rigorosa para garantir a sua confiabilidade. Além disso, questões relacionadas à padronização dos protocolos de avaliação e à adaptação dos testes para diferentes populações ainda precisam ser resolvidas.

Em que consiste a inovação? Como é que é avaliado o impacto deste estudo?
     A inovação deste estudo consistiu no desenvolvimento do EyeCare, um exergame multimodal que integra inteligência artificial, rastreamento ocular e sensores de movimento para uma triagem oftalmológica mais acessível, dinâmica e personalizada. O EyeCare é um jogo interativo em que os utilizadores resolvem puzzles para escapar de uma floresta, enquanto são avaliados quanto às várias funções visuais. Ao contrário dos métodos convencionais e dos exergames existentes, que aplicam testes padronizados, o EyeCare ajusta automaticamente a complexidade das tarefas com base no desempenho do utilizador. Este mecanismo adaptativo permite a deteção precoce de padrões atípicos que podem indicar alterações oftalmológicas, tornando a avaliação mais sensível e eficaz.

     O EyeCare analisa simultaneamente acuidade visual, sensibilidade ao contraste e perceção cromática, utilizando testes validados como os optótipos de Snellen, estímulos luminantes e padrões cromáticos inspirados no teste de Ishihara. Através do rastreamento ocular, monitoriza a fixação do olhar, os movimentos oculares e os tempos de resposta a estímulos visuais, enquanto sensores de movimento avaliam a coordenação motora. Além disso, a interação tátil permite medir a precisão das respostas. Todos os dados são processados por algoritmos de machine learning, identificando padrões indicativos de patologias como degenerescência macular e glaucoma.

     O impacto deste estudo foi avaliado em três dimensões principais: precisão diagnóstica, acessibilidade e aceitação clínica. A sua eficácia foi validada por meio da comparação com exames oftalmológicos convencionais, analisando sensibilidade, especificidade e taxa de falsos diagnósticos. Para avaliar a acessibilidade, foram conduzidos testes em diferentes dispositivos, verificando a viabilidade da triagem remota. A aceitação clínica foi medida através de estudos de usabilidade com utilizadores e inquéritos a profissionais de saúde, garantindo a viabilidade da adoção do EyeCare na prática oftalmológica.

Quais são os principais resultados? Qual é o futuro desta abordagem?
     Os resultados deste estudo demonstraram um desempenho promissor do EyeCare, com a capacidade de identificar múltiplas patologias oftalmológicas, incluindo astigmatismo, alterações na acuidade visual e daltonismo, numa única sessão de jogo. O sistema atingiu uma precisão global de aproximadamente 78%, com apenas um falso positivo, e uma taxa de sucesso de 89% em cada avaliação individual. Além disso, a experiência dos 23 utilizadores, com idades entre os 22 e os 40 anos, foi avaliada positivamente, destacando-se a usabilidade, jogabilidade e qualidade dos puzzles, o que reforça o potencial do exergame como ferramenta inovadora para rastreio não intrusivo de doenças oculares.

     Para o futuro, o estudo propõe diversas melhorias que poderão aumentar a precisão diagnóstica e enriquecer a experiência interativa. Entre as sugestões, destaca-se a integração da câmara do smartphone para um rastreamento ocular mais preciso, o que poderia, por exemplo, aperfeiçoar a avaliação do campo visual. Outras otimizações incluem a introdução de níveis dinâmicos e cenários gerados aleatoriamente para um jogo mais envolvente, a correção de bugs e o aprimoramento dos elementos sonoros e da interface gráfica. Outro aspeto relevante para a evolução do EyeCare é a expansão dos testes a um público mais jovem (menores de 22 anos), um segmento representativo do público-alvo que não foi contemplado de todo.

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Data da publicação do artigo: Fevereiro de 2019
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Autor: Miguel Miranda
Orientadores: Filipe Sousa & Sofia Cavaco

Qual é o objetivo, público-alvo e áreas da saúde digital em que se enquadra?
     O estudo tem como objetivo desenvolver uma ferramenta inovadora baseada em exergames de realidade virtual para facilitar a deteção precoce de doenças oculares. O público-alvo inclui profissionais de saúde, como oftalmologistas, optometristas e investigadores na área da oftalmologia e das tecnologias de saúde digital, além de gestores de saúde interessados em soluções inovadoras para o rastreio precoce de patologias oculares. O estudo enquadra-se em áreas da saúde digital, com o foco na gamificação, telessaúde, realidade virtual aplicada ao diagnóstico e saúde preventiva.

Qual é o contexto?
     As doenças oculares representam um desafio crescente para a saúde pública em Portugal, comprometendo significativamente a qualidade de vida da população. O aumento da sua prevalência está associado a diversos fatores, como o envelhecimento demográfico, o uso excessivo de dispositivos digitais, hábitos de vida inadequados e limitações no acesso a consultas oftalmológicas, especialmente em regiões com menor cobertura de serviços de saúde. Estes fatores contribuem para o aumento dos casos de deficiência visual evitável, evidenciando a necessidade urgente de estratégias de rastreio mais acessíveis e menos invasivas.

     Entre as patologias oftalmológicas mais prevalentes, destacam-se a degenerescência macular relacionada à idade (caraterizada pela deterioração progressiva da mácula – região central da retina responsável pela visão detalhada – resultando em perda progressiva da visão central), o glaucoma (patologia associada ao aumento da pressão intraocular, causando danos irreversíveis ao nervo ótico e consequentemente perda gradual do campo visual) e a retinopatia diabética (complicação microvascular da diabetes que provoca alterações na retina, como pequenas dilatações dos vasos sanguíneos chamadas microaneurismas, hemorragias e edema macular, podendo levar à redução significativa da acuidade visual, isto é, a capacidade de ver com nitidez).

     Além destas patologias, existem distúrbios visuais que, embora não resultem necessariamente em cegueira, afetam a qualidade da visão. Entre eles, destacam-se os erros refrativos, como miopia, hipermetropia e astigmatismo, que decorrem de alterações na curvatura da córnea ou no comprimento axial do olho, comprometendo a focalização da luz na retina. Outras condições, como o daltonismo, afetam a perceção das cores devido a disfunções nos cones da retina, enquanto a perda de visão periférica e o défice de sensibilidade ao contraste interferem na perceção espacial e na distinção de objetos em ambientes de baixo contraste.

Quais são as abordagens atuais?
     Atualmente, o diagnóstico de patologias oculares baseia-se em diversos exames oftalmológicos convencionais, como a oftalmoscopia, fundoscopia, tomografia de coerência ótica, tonometria e campimetria. Embora estes métodos ofereçam elevada precisão, apresentam desafios significativos, incluindo a necessidade de equipamentos sofisticados, custos elevados e a exigência de especialistas para a sua execução. Além disso, muitos destes exames podem ser desconfortáveis e de difícil acesso em regiões com recursos limitados, comprometendo a realização de triagens e o diagnóstico precoce.

     Para enfrentar estes desafios, abordagens tecnológicas emergentes têm sido exploradas, procurando melhorar a acessibilidade e a eficácia do diagnóstico. Entre elas, destacam-se os exergames em realidade virtual, uma categoria de videojogos que combina entretenimento e exercício físico ou cognitivo, promovendo a interação ativa do utilizador. No contexto da saúde ocular, os exergames surgem como ferramentas promissoras para complementar os métodos tradicionais de rastreio e avaliação visual. Jogos como o EyeSpy 20/20 e o DoDo Game foram desenvolvidos para avaliar parâmetros como perda visual, sensibilidade ao contraste e deficiências na perceção de cores. Estes exergames incorporam testes oftalmológicos amplamente utilizados, como os de Snellen, Ishihara e Pelli Robson, proporcionando uma triagem interativa e envolvente.

     Apesar dos avanços, estes ainda enfrentam desafios significativos, como a variabilidade dos dispositivos utilizados, a precisão dos resultados obtidos e a necessidade de validação clínica rigorosa para garantir a sua confiabilidade. Além disso, questões relacionadas à padronização dos protocolos de avaliação e à adaptação dos testes para diferentes populações ainda precisam ser resolvidas.

Em que consiste a inovação? Como é que é avaliado o impacto deste estudo?
     A inovação deste estudo consistiu no desenvolvimento do EyeCare, um exergame multimodal que integra inteligência artificial, rastreamento ocular e sensores de movimento para uma triagem oftalmológica mais acessível, dinâmica e personalizada. O EyeCare é um jogo interativo em que os utilizadores resolvem puzzles para escapar de uma floresta, enquanto são avaliados quanto às várias funções visuais. Ao contrário dos métodos convencionais e dos exergames existentes, que aplicam testes padronizados, o EyeCare ajusta automaticamente a complexidade das tarefas com base no desempenho do utilizador. Este mecanismo adaptativo permite a deteção precoce de padrões atípicos que podem indicar alterações oftalmológicas, tornando a avaliação mais sensível e eficaz.

     O EyeCare analisa simultaneamente acuidade visual, sensibilidade ao contraste e perceção cromática, utilizando testes validados como os optótipos de Snellen, estímulos luminantes e padrões cromáticos inspirados no teste de Ishihara. Através do rastreamento ocular, monitoriza a fixação do olhar, os movimentos oculares e os tempos de resposta a estímulos visuais, enquanto sensores de movimento avaliam a coordenação motora. Além disso, a interação tátil permite medir a precisão das respostas. Todos os dados são processados por algoritmos de machine learning, identificando padrões indicativos de patologias como degenerescência macular e glaucoma.

     O impacto deste estudo foi avaliado em três dimensões principais: precisão diagnóstica, acessibilidade e aceitação clínica. A sua eficácia foi validada por meio da comparação com exames oftalmológicos convencionais, analisando sensibilidade, especificidade e taxa de falsos diagnósticos. Para avaliar a acessibilidade, foram conduzidos testes em diferentes dispositivos, verificando a viabilidade da triagem remota. A aceitação clínica foi medida através de estudos de usabilidade com utilizadores e inquéritos a profissionais de saúde, garantindo a viabilidade da adoção do EyeCare na prática oftalmológica.

Quais são os principais resultados? Qual é o futuro desta abordagem?
     Os resultados deste estudo demonstraram um desempenho promissor do EyeCare, com a capacidade de identificar múltiplas patologias oftalmológicas, incluindo astigmatismo, alterações na acuidade visual e daltonismo, numa única sessão de jogo. O sistema atingiu uma precisão global de aproximadamente 78%, com apenas um falso positivo, e uma taxa de sucesso de 89% em cada avaliação individual. Além disso, a experiência dos 23 utilizadores, com idades entre os 22 e os 40 anos, foi avaliada positivamente, destacando-se a usabilidade, jogabilidade e qualidade dos puzzles, o que reforça o potencial do exergame como ferramenta inovadora para rastreio não intrusivo de doenças oculares.

     Para o futuro, o estudo propõe diversas melhorias que poderão aumentar a precisão diagnóstica e enriquecer a experiência interativa. Entre as sugestões, destaca-se a integração da câmara do smartphone para um rastreamento ocular mais preciso, o que poderia, por exemplo, aperfeiçoar a avaliação do campo visual. Outras otimizações incluem a introdução de níveis dinâmicos e cenários gerados aleatoriamente para um jogo mais envolvente, a correção de bugs e o aprimoramento dos elementos sonoros e da interface gráfica. Outro aspeto relevante para a evolução do EyeCare é a expansão dos testes a um público mais jovem (menores de 22 anos), um segmento representativo do público-alvo que não foi contemplado de todo.

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