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The dynamic, accurate measurement of pupil size is extremely valuable for studying a large number of neuronal functions and dysfunctions. Despite tremendous and well-documented progress in image processing techniques for estimating pupil parameters, comparatively little work has been reported on practical hardware issues involved in designing image acquisition systems for pupil analysis. Here, we describe and validate the basic features of such a system which is based on a relatively compact, off-the-shelf, low-cost FireWire digital camera. We successfully implemented two configurable modes of video record: a continuous mode and an event-triggered mode. The interoperability of the whole system is guaranteed by a set of modular software components hosted on a personal computer and written in Labview. An offline analysis suite of image processing algorithms for automatically estimating pupillary and eyelid parameters were assessed using data obtained in human subjects. Our benchmark results show that such measurements can be done in a temporally precise way at a sampling frequency of up to 120 Hz and with an estimated maximum spatial resolution of 0.03 mm. Our software is made available free of charge to the scientific community, allowing end users to either use the software as is or modify it to suit their own needs.

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Resumo Neste artigo é descrito um sistema com potencial para identificar a privação do sono, que, com base no levantamento bibliográfico realizado, ainda não foi abordado na literatura. Este sistema integra simultaneamente duas metodologias, o teste de vigilância psicomotora (Psychomotor vigilance test, PVT) e a pupilometria, que se destacam no estudo da privação do sono. Entretanto, para atender às peculiaridades destas metodologias, permitindo que coexistam em um único sistema, algumas adaptações foram realizadas em seus procedimentos. Esta integração poderá garantir não só a complementariedade de indicadores que torna a identificação da privação do sono mais robusta, assim como estabelecer a equalização do estado psicofisiológico do sujeito, o que não é possível em testes realizados com defasagem temporal. Neste estudo, a validação das métricas do sistema foi realizada com sujeitos em estado de alerta. Os resultados mostraram-se coerentes com a literatura. Entretanto, algumas métricas apresentam um deslocamento em seus valores médios, que segundo as avaliações realizadas são determinadas pelas exigências técnicas do sistema. Os resultados obtidos nesta avaliação, somados à crescente demanda de ferramentas de aplicação em larga escala e que possam ser utilizadas além dos limites laboratoriais para estudos em distúrbios e privação do sono, apontam este sistema como uma potencial ferramenta. Entretanto, será necessário o estabelecimento de um experimento rigoroso, para avaliar se os indicadores oriundos das métricas do sistema permitem a identificação robusta da privação do sono.