Battito di ciglia

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 7961 (2023) Citare questo articolo

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I linguaggi di comunicazione basati sugli occhi come Blink-To-Speak svolgono un ruolo chiave nell'esprimere i bisogni e le emozioni dei pazienti con disturbi dei motoneuroni. La maggior parte dei sistemi di tracciamento basati sugli occhi sono complessi e non accessibili nei paesi a basso reddito. Blink-To-Live è un sistema di tracciamento oculare basato su un linguaggio Blink-To-Speak modificato e sulla visione artificiale per pazienti con disturbi del linguaggio. La fotocamera di un telefono cellulare traccia gli occhi del paziente inviando fotogrammi video in tempo reale a moduli di visione artificiale per il rilevamento di punti di riferimento facciali, l'identificazione e il tracciamento degli occhi. Esistono quattro alfabeti chiave definiti nel linguaggio di comunicazione basato sugli occhi di Blink-To-Live: Sinistra, Destra, Su e Lampeggia. Questi gesti oculari codificano più di 60 comandi della vita quotidiana espressi da una sequenza di tre stati di movimento oculare. Una volta generate le frasi codificate dai gesti oculari, il modulo di traduzione visualizzerà le frasi nel linguaggio nativo del paziente sullo schermo del telefono e sarà possibile ascoltare la voce sintetizzata. Un prototipo del sistema Blink-To-Live viene valutato utilizzando casi normali con diverse caratteristiche demografiche. A differenza degli altri sistemi di tracciamento oculare basati su sensori, Blink-To-Live è semplice, flessibile ed economico, senza dipendenza da requisiti software o hardware specifici. Il software e la sua fonte sono disponibili nel repository GitHub (https://github.com/ZW01f/Blink-To-Live).

La sclerosi laterale amiotrofica, SLA e la sclerosi laterale primitiva, PLS sono malattie neuronali progressive che colpiscono le cellule del cervello e del midollo spinale e causano gradualmente la perdita del controllo muscolare e sviluppano sintomi di disturbi del linguaggio. I pazienti possono comunicare con i loro caregiver negli stadi avanzati della malattia attraverso i gesti degli occhi1,2. Tradurre i gesti oculari in un discorso comunicato ha inventato una pletora di dispositivi di comunicazione aumentativa/alternativa (CAA) che hanno diversi design e concetti di usabilità che vanno da pannelli di controllo con lettere e numeri, schermi sensibili al tocco e allo sguardo, sistemi di tracciamento oculare e cursore del mouse di conseguenza modificato. vengono introdotte tecniche per controllare diverse applicazioni informatiche. Le tastiere commerciali con rilevamento dello sguardo sono molto costose; ad esempio Tobii Dyanvox3 ha un costo che varia dai 5K$ ai 10K$ a seconda dei diversi modelli di configurazione. La lavagna Eye Transfer4 (E-tran) è una soluzione alternativa a basso costo ($ 260) in cui un operatore sanitario tiene in mano una lavagna di plastica trasparente contenente lettere stampate e osserva i gesti oculari del paziente sulla lavagna. I rilevatori dello sguardo montati sulla testa5 richiedevano alcune impostazioni statiche e regolate in base alla telecamera e all'occhio del paziente durante il movimento della testa.

Pensieri e intenzioni rappresentano un altro approccio comunicativo per i pazienti con disturbi del linguaggio. L'interfaccia cervello-computer (BCI) viene utilizzata nell'attività cerebrale (ovvero i segnali EEG) per controllare dispositivi esterni, come digitare parole selezionando lettere su una tastiera digitale6 o eseguire attività complesse come navigare in una pagina web7 o dipingere un'immagine8. Alcuni speller cerebrali hanno velocità di comunicazione diverse9,10, che sono aumentate di recente combinando il modello linguistico e l'apprendimento profondo11,12. Studi di ricerca hanno affermato che la maggior parte dei pazienti affetti da SLA/PLS ha un buon tasso di accettazione dell'utilizzo di tecnologie basate sul tracciamento oculare per avviare comunicazioni con il mondo circostante13,14,15, e tracciare gli occhi del paziente è molto più semplice che tracciare o rilevare altri segnali, come EEG/ECG16,17.

I pazienti con disturbi del linguaggio perdono le loro naturali capacità di parlare18. Di conseguenza, vengono proposte molte lingue parlanti modificate che utilizzano gli organi mobili disponibili come la testa, i gesti facciali, gli occhi o i segnali cerebrali19,20. I linguaggi di comunicazione basati sull'occhio vengono introdotti in diverse forme che codificano diversi gesti oculari per sintetizzare in modo semplice ed efficiente un discorso comunicato21,22,23. Il codice Morse è uno degli approcci proposti per codificare i brevi e lunghi ammiccamenti come una sequenza di punti e trattini e gli alfabeti/frasi sono costruiti di conseguenza22,23. Blink-To-Speak è un altro linguaggio oculare proposto con otto alfabeti in base a otto gesti oculari (Chiudi, Batti le palpebre, Sinistra, Destra, Su, Giù, Occhiolino e Rotola). La maggior parte delle frasi della vita quotidiana (ovvero 50 comandi) sono codificate utilizzando questi alfabeti oculari definiti in un libro online in diverse lingue native per formare e insegnare ai pazienti/caregiver come utilizzare la lingua in modo semplice ed efficiente24. La maggior parte dei linguaggi oculari proposti per i disturbi del linguaggio sono implementati in dispositivi hardware specializzati con sensori specifici (occhiali con infrarossi, tastiere per lo sguardo, eye tracker montati sulla testa, ecc.) che complicano il processo di comunicazione con minore usabilità e accessibilità per i pazienti e caregiver14,25,26. Inoltre, alcuni di questi dispositivi sono costosi e non accessibili nei paesi a basso reddito come l’Egitto.