SenseCheQ: Home-based Nerve Function Self-Assessment using Autonomous Quantitative Sensory Testing

Resumo Técnico: SenseCheQ – Avaliação Autônoma de Função Nervosa Baseada no Domicílio utilizando Testagem Sensorial Quantitativa Autônoma

Definição do Problema
A neuropatia periférica induzida por quimioterapia (NPIQ) é um efeito colateral prevalente e debilitante de agentes antineoplásicos sistêmicos, afetando as fibras nervosas Aβ, Aδ e C. Embora a detecção precoce e a modificação dos regimes de quimioterapia continuem sendo a principal estratégia de prevenção, as ferramentas diagnósticas atuais carecem da precisão e acessibilidade necessárias para a adoção clínica rotineira. Os protocolos existentes de Testagem Sensorial Quantitativa (QST) são dificultados pela necessidade de pessoal treinado, procedimentos que demandam muito tempo, altos custos de equipamento e a exigência de que os pacientes visitem instalações clínicas. Além disso, testes simplificados de "beira de leito" muitas vezes carecem da sensibilidade necessária para a detecção precoce. Existe uma necessidade crítica de uma plataforma de QST custo-efetiva, confiável e de autoadministração, capaz de operar em ambientes domésticos não controlados para facilitar o monitoramento longitudinal da função nervosa.

Metodologia
Os autores desenvolveram o SenseCheQ, uma plataforma integrada de hardware e software projetada para testagem sensorial autônoma e baseada no domicílio. O sistema foi projetado iterativamente com a contribuição de parceiros pacientes para garantir inclusividade e facilidade de uso, particularmente para idosos ou pessoas com fadiga ou comprometimento motor.

• Arquitetura de Hardware: O dispositivo apresenta um conjunto "SensePad" que integra estimulação mecânica e térmica.
  • Estimulação: Um Atuador Ressonante Linear (LRA) fornece vibração a 128 Hz. Um módulo Peltier (12,3 mm x 12,3 mm) sob uma placa de alumínio fornece aquecimento e resfriamento.
  • Controle e Segurança: O sistema utiliza um Raspberry Pi 4 para a interface do usuário e fluxo da sessão, coordenado com dois microcontroladores Arduino (MKR Zero para controle térmico, Nano ESP32 para controle háptico) para garantir operações em tempo real e críticas ao tempo. Triplos mecanismos de segurança (corte de software a 43°C, corte de hardware a 45°C e um fusível de 2A) evitam a fuga térmica (thermal run-away).
  • Sensores de Feedback: Três termômetros Pt1000 monitoram as temperaturas da pele e ambiente, enquanto um acelerômetro de 3 eixos (MMA8451Q) mede a amplitude de vibração real entregue ao usuário.
• Protocolo: O dispositivo testa três parâmetros: Limiar de Detecção de Vibração (VDT), Limiar de Detecção de Frio (CDT) e Limiar de Detecção de Calor (WDT). O local de teste é a eminência tenar da mão, escolhida por sua sensibilidade e acessibilidade.
• Principais Inovações:
  1. Integração Termo-Háptica: O dispositivo fixa a temperatura da pele em uma linha de base de 32°C durante o teste de vibração. Isso aborda a variabilidade conhecida da sensibilidade à vibração causada por flutuações de temperatura da pele devido a fatores ambientais ou desregulação autonômica em pacientes com câncer.
  2. Rotina de Calibração Háptica: Para neutralizar a variabilidade causada pela força aplicada pela mão do usuário (que amortece a vibração), o sistema realiza uma rampa de vibração inicial de amplitude total. Um acelerômetro mede o deslocamento resultante e um modelo de regressão calcula fatores de correção para os valores de acionamento subsequentes. Isso garante que o estímulo entregue corresponda à amplitude alvo, independentemente da pressão do usuário.
• Interface do Usuário: O sistema evita aplicativos de smartphone em favor de uma interface física com dois botões de pressão hápticos (verde para progressão, vermelho para resposta) e uma tela TFT de texto grande, minimizando a latência e a carga cognitiva.

Avaliação e Resultados
O estudo avaliou o SenseCheQ através de três fases: uma validação de calibração, um estudo de confiabilidade domiciliar com adultos saudáveis e estudos de caso piloto com pacientes em quimioterapia.

1. Eficácia da Calibração: A rotina de calibração háptica reduziu a variância do estímulo de vibração entregue em 80% (Z = 4,78, p < 0,001) e reduziu o desvio médio das amplitudes alvo em 81,23%. Isso melhorou significativamente a confiabilidade intra-participante das medições de VDT.
2. Confiabilidade Baseada no Domicílio (Participantes Saudáveis): Em um estudo com 30 voluntários saudáveis realizando três sessões em casa, o dispositivo demonstrou boa confiabilidade teste-reteste.
   • VDT: Não houve diferença significativa entre as sessões (p = 0,594); Coeficiente de Correlação Intraclasse (ICC) = 0,66.
   • CDT: Não houve diferença significativa entre as sessões (p = 0,293); ICC = 0,69.
   • WDT: Observou-se menor confiabilidade (ICC = 0,32), consistente com a literatura que aponta que os limiares térmicos são geralmente mais difíceis de medir de forma confiável do que os mecânicos.
   • Controle de Temperatura: Comparando as sessões com e sem o controle de temperatura, revelou-se que as sessões sem controle apresentaram maior variância. Participantes com pele mais fria mostraram desvios significativamente maiores no VDT, confirmando a necessidade do controle térmico para testes de vibração confiáveis.
3. Estudos de Caso de Pacientes: Duas pacientes com câncer de mama passaram por testes semanais de autoadministração durante a quimioterapia.
   • Paciente 1 (Taxano): Relatou nenhum sintoma de NPIQ; o SenseCheQ não detectou mudanças na função sensorial.
     de Paciente 2 (Taxano + Platina): Relatou parestesia cíclica após as infusões. O SenseCheQ detectou um correspondente agravamento cíclico do VDT duas semanas após a infusão, alinhando-se aos resultados relatados pelos pacientes (escores CIPN20 e TNSc) antes que a intervenção clínica fosse acionada.

Principais Contribuições

• Integração Tecnológica: A primeira demonstração de um dispositivo comercialmente viável e de autoadministração que simultaneamente controla a temperatura da pele e calibra a estimulação háptica para mitigar a variabilidade ambiental e induzida pelo usuário.
• Viabilidade em Ambientes Domésticos: Evidência de que pacientes podem administrar de forma confiável protocolos complexos de QST em casa, com alta adesão (8c de 84% das sessões planejadas foram concluídas).
• Custo-Efetividade: O dispositivo é construído com componentes de prateleira, com uma lista de materiais inferior a £500 ($670), uma fração do custo dos equipamentos de QST clínicos existentes.
• Validação de Sensibilidade: O sistema pode resolver mudanças submicrométricas na detecção de vibração e rastrear mudanças sensoriais cíclicas que se correlacionam com os sintomas relatados pelos pacientes, potencialmente identificando a neurotoxicidade precoce antes que danos irreversíveis ocorram.

Significância e Alegações
O artigo postula que o SenseCheQ representa uma plataforma escalável para a detecção de neuropatia na comunidade. Ao deslocar o controle para o paciente e automatizar a remoção do ruído ambiental, o dispositivo permite o monitoramento longitudinal frequente que é atualmente impraticável em ambientes clínicos. Os autores alegam que esta abordagem permite a detecção de tendências sutis e clinicamente significativas na função nervosa, potencialmente facilitando modificações oportunas na quimioterapia para prevenir a neuropatia crônica. Embora o estudo seja de escopo modesto (focando em prova de conceito e viabilidade), os resultados sugerem que a QST autônoma pode igualar os resultados relatados pelos pacientes e fornecer um biomarcador quantitativo para o estado da doença e eficácia terapêutica. Os autores concluem que, embora seja necessário mais trabalho longitudinal de larga escala para estabelecer a utilidade preditiva para a NPIQ crônica, o SenseCheQ oferece uma ferramenta promissora para a detecção precoce e monitoramento de várias neuropatias, incluindo as induzidas pelo diabetes.