Avaliação objetiva de teste cutâneo de leitura imediata (skin prick test) através de métodos planimétricos por imagem, e termometria da reação

Abstract

The skin prick test is used to diagnose patients' sensitization to antigens through a mediated IgE response. It is a practical and quick exam, but its diagnosis depends of instruments for measuring the allergic response and observer's interpretation. The conventional method for inferring about the allergic reaction is performed from the dimensions of the papules, which are measured using a ruler or a caliper. To make this diagnosis less dependent of human interpretation, the present study proposes two alternative methods to infer about the allergic reaction: computational analysis of the papule area and a study of the temperature variation of the patient's skin in the puncture region. For this purpose, the histamine prick test was performed on 13 patients random selected. The areas were determined by the conventional method using the dimensions of the papules measured with a digital caliper 30 minutes after the puncture. The papule areas were also determined by a Python algorithm using photos of the puncture region obtained by a smartphone. A variable named circularity deviation was also determined for each analyzed papule. The temperature variation was monitored using an infrared temperature sensor, which collected temperature data for 30 minutes. The results shown that the areas considered as real papule areas (computationally determined) differed significantly from the areas determined by the conventional method (p-value = 0.0005674), especially when the papules' contours were irregular due the pseudopod formation. Temperature monitoring revealed that there was a consistent increase in the temperature in the first minutes after the puncture, followed by stabilization, so that the data could be adjusted by a logistic equation (R2 = 0.96). This adjustment showed that the optimal time to measure the temperature is 10 minutes after the puncture, when occurs the temperature stabilization. The results also shown that this temperature stabilization has a significant correlation with papule area (p-value = 0.005585). Thus, we concluded that the proposed computational method is more accurate to infer the papule area and the temperature can be used as an alternative method to infer about the allergic reaction. Therefore, these two methods can contribute to the diagnosis of the allergic reaction and to evaluate drugs that aim to reduce the intensity of the IgE-mediated response.

O teste cutâneo de leitura imediata (skin prick test) é utilizado para avaliar a sensibilização de pacientes a antígenos à partir de uma resposta mediada por IgE. Tratase de um exame prático e rápido, porém o seu diagnóstico depende de instrumentos para a medição da resposta alérgica e de intepretação do observador. O método convencional para inferir sobre a reação alérgica é realizado a partir de dimensões das pápulas determinadas com régua ou paquímetro. Para tornar o diagnóstico menos dependente de interpretação humana, o presente estudo propõe dois métodos alternativos para inferir sobre a reação alérgica: análise computacional da área da pápula e um estudo da variação da temperatura da pele do paciente na região de puntura. Para isso foi realizado o prick test com histamina em 13 participantes selecionados aleatoriamente. A determinação da área pelo método convencional foi realizada a partir de dimensões das pápulas medidas com paquímetro digital 30 minutos após a puntura. A área também foi determinada utilizando um algoritmo computacional em linguagem Python a partir de fotografia da região de puntura obtida com o uso de um smartphone. Também foi determinada uma grandeza denominada desvio de circularidade para cada pápula analisada. Por final, a variação da temperatura da região de puntura foi monitorada utilizando um sensor infravermelho de temperatura, o qual coletou dados de temperatura durante 30 minutos. Os resultados mostram que as áreas consideradas como áreas reais das pápulas (obtidas computacionalmente) diferem significativamente das áreas determinadas utilizando o método convencional (p-value = 0,0005674), especialmente quando os contornos das pápulas são irregulares com formação de pseudópodes. O monitoramento de temperatura revelou que há um aumento consistente da temperatura nos primeiros minutos após puntura, seguido de estabilização, de forma que os dados puderam ser ajustados a uma curva logística (R 2 = 0,96). Esse ajuste mostrou que o melhor tempo para medir a temperatura das pápulas é a partir de 10 minutos após a puntura, quando ocorre a estabilização da temperatura. Os resultados mostram ainda que a temperatura de estabilização da pápula tem correlação significativa positiva com sua área (p-value = 0,005585). Com isso, pode-se concluir que o método computacional proposto é mais preciso para inferir a área da pápula e que a temperatura de estabilização pode ser utilizada como método alternativo para inferir sobre a reação alérgica. Os dois métodos apresentados podem, dessa forma, contribuir para o diagnóstico da reação alérgica e para avaliar medicamentos que se proponham a reduzir a intensidade da resposta IgE mediada.