Na investigação biomédica e na monitorização clínica, as equipas dependem cada vez mais da utilização simultânea de múltiplos sensores vestíveis e fisiológicos, que permitem recolher diferentes dados com recurso a vários dispositivos e é, a partir daqui, que o verdadeiro desafio começa. É que para garantir uma análise fiável da informação é necessário que os fluxos de dados estejam devidamente sincronizados. Um estudo do INESC TEC concluiu que 58% dos sistemas reportados na literatura que utilizam múltiplos dispositivos nunca avaliaram a latência de sincronização – uma lacuna que a I&D pode colmatar.
EEG, ECG, EMG ou Eletroencefalograma, Eletrocardiograma, Eletromiografia são tipos de exames que permitem a captação de sinais fisiológicos, no caso, da atividade cerebral, da cardíaca e da muscular. Na investigação biomédica e na monitorização clínica, esta recolha de dados é frequentemente feita em simultâneo, graças à utilização de múltiplos sensores vestíveis e fisiológicos. “Captar dados de vários dispositivos é apenas metade do desafio. Garantir que esses fluxos de dados estejam devidamente sincronizados é essencial para uma análise fiável, e este é um desafio frequentemente negligenciado”, aponta João Paulo Cunha, reforçando que “a sincronização de fluxos de dados fisiológicos multimodais é um desafio crítico e cada vez mais relevante na engenharia biomédica”.
O investigador do INESC TEC, que é também docente na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), explica que, a partir deste desafio, um dos seus alunos de doutoramento realizou uma revisão sistemática, que incluiu cinco bases de dados, 1.176 publicações e, destas, uma seleção de 60 artigos para uma análise aprofundada. “Mapeámos o panorama das técnicas de sincronização, dispositivos e modalidades fisiológicas e avaliámos o nível de maturidade tecnológica de cada abordagem”, refere Francisco Vieira, aluno de doutoramento da FEUP e da Universidade de Carnegie Mellon, em Pitsburgh, EUA, e investigador do INESC TEC, cujo foco do seu doutoramento é desenvolver uma solução para melhorar a sincronização na aquisição de dados em análises multimodais.
Em concreto, os investigadores focaram-se em vários aspetos como os tipos de fluxos de dados fisiológicos, os dispositivos utilizados para a recolha de dados, os métodos de medição da latência de alinhamento temporal, as técnicas de sincronização utilizadas pelos autores das publicações e o nível de maturidade tecnológica de cada técnica.
A equipa concluiu que 58% dos estudos que utilizam múltiplos dispositivos nunca avaliaram a latência de sincronização, que é um indicador fundamental de desempenho para a comparação e validação de diferentes abordagens. “Esta lacuna tem consequências reais para a reprodutibilidade e a qualidade dos dados em toda a área da monitorização fisiológica”, frisa João Paulo Cunha.
Estas descobertas, que podem ser consultadas no artigo “Synchronization of Multimodal Physiological Data Streams: State-of-the-Art, Trends, and Future Challenges”, publicado na IEEE Access, reforçam a crescente importância de uma sincronização robusta em fisiologia multimodal, que consiste na análise simultânea de diferentes sinais fisiológicos para obter uma compreensão mais completa do funcionamento do corpo humano, e deixam direções futuras para a I&D nesta área.
O estudo demonstra “a urgência” de mais investigação e desenvolvimento de técnicas de sincronização nestes contextos, assim como a necessidade de melhorar os métodos de sincronização atuais. Além disso, os investigadores reforçam ainda a importância de uma verificação rigorosa da latência, para otimizar a aquisição de dados, a análise e a qualidade global da investigação em fluxos de dados fisiológicos multimodais.
“Este artigo é o resultado de um trabalho da nossa equipa de investigação e desenvolvimento, nomeadamente do estudante de doutoramento Francisco Vieira. Esperamos que se torne uma referência útil para investigadores e engenheiros que trabalham na interseção entre engenharia biomédica, sensores vestíveis e aquisição de dados”, conclui.
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