Diagnóstico diferencial das cardiopatias congênitas do rn

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Diagnóstico diferencial das cardiopatias congênitas do rn

  1. 1. MODELO DE SISTEMA INTERATIVO PARA O DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL DAS CARDIOPATIAS CONGÊNITAS NO RECÉM NASCIDO J. J. Filartiga1 , G. Vilar2 e S. Mattos3 1,2 Universidade Católica de Pernambuco/Dep. Estatística e Informática, Pernambuco, Brasil 3 Real Hospital Português de Beneficência, Pernambuco, Brasil e-mails: {jana,vilar}@dei.unicap.br, ssmattos@cardiol.com.br Resumo: Este artigo apresenta um Sistema de Apoio ao Diagnóstico, construído com base em uma árvore de diagnóstico diferencial das cardiopatias congênitas no recém nascido. Essa árvore utiliza sinais, sintomas e as mais freqüentes alterações do eletrocardiograma e raio X do tórax observadas nos pacientes, visando o desenvolvimento de um sistema para o diagnóstico clínico destas anomalias. A árvore foi construída com os conhecimentos com ajuda de especialistas na área de cardiologia pediátrica, o que é de extrema importância no desenvolvimento de um sistema especialista médico. Esse tipo de sistema é bastante utilizado para resolução de problemas mais complexos e menos estruturados, sendo uma forte ferramenta para auxílio ao diagnóstico médico. O Sistema de Apoio ao Diagnóstico Diferencial das Cardiopatias Congênitas no Recém Nascido (SADD-CCRN) é interativo, flexível e adaptável a mudanças, ajudando aos médicos a tornarem o exame clínico mais rápido, uma vez que a base de dados incorporada possui inúmeras informações, auxiliando o médico em um diagnóstico mais preciso, possibilitando um meio útil de decisão e, por conseguinte, diminuindo a margem de erros. Palavras Chaves: Inteligência Artificial (IA), Sistema de Apoio ao Diagnóstico, Cardiopatias Pediátricas, Sistemas de Apoio à Decisão e Sistemas Especialistas Médicos. Abstract: This article presents a Support System for Diagnosis, constructed with a base in a tree for the differential diagnosis of congenital heart diseases in neonates, using signs, symptoms and the most frequent alterations seen in the eletrtocardiograma and chest x-ray with the aim of developing an interactive clinical support system for the diagnosis of these anomalies. This tree was built with knowledge acquired from research and with the help of a specialist in pediatric cardiology, which is fundamental for the development of specialized medical systems. Through this approach, the development of the system becomes a lot easier, as its major application is in clinical medicine.The System of Support to the Differential Diagnosis of the Congenital Cardiopathies in neonates (SSDD-CCN) is adaptable, flexible and interactive, helping the doctors to obtain the clinical examination quicker, since the data base included has several informations, assisting the specialist in a more precise diagnosis making possible a useful way of decision and consequently diminishing the margin of error. Key words: Artificial intelligence (AI), Support System for Diagnosis, Congenital Heart Disease, Support Systems for Decision and Medical Specialized Systems. Introdução Cerca de 90% de todos os casos de insuficiência cardíaca durante a infância ocorrem antes de terminar o primeiro ano de vida e a maioria dentro dos primeiros meses. Dentre essas cardiopatias, as congênitas ocorrem em quase 1% das crianças nascidas vivas em todo o mundo e provavelmente são causadas pela interação entre predisposição genética e fatores ambientais. O importante em anomalidades congênitas é que o diagnóstico seja feito logo após o nascimento, ou ainda na gestação, o que dificulta o diagnóstico clínico. Nesta área, o diagnóstico clínico constitui o elemento de maior dificuldade, uma vez que ele deve ser feito logo após o nascimento, ou ainda na gestação. Para que haja melhores resultados no tratamento de recém nascidos, há necessidade de uma abordagem cada vez
  2. 2. mais precoce e intervencionista [1]. Por conta disso a informática tem crescido substancialmente na área médica, uma vez que além da melhoria na qualidade do atendimento, percebe-se a importância do desenvolvimento de sistemas que ajudem no diagnóstico. Os sistemas que auxiliam no diagnóstico são denominados Sistemas Especialistas, e tentam emular a capacidade de resolver problemas e tomar decisões utilizando métodos de Inteligência Artificial (IA), que imitam o processo básico do aprendizado humano por meio do qual as novas informações são absorvidas e se tornam disponíveis para referências futuras. Sistemas que empregam o conhecimento humano para resolver problemas que requererem a presença de um especialista são denominados Sistemas Especialistas [2,3]. Esses sistemas podem ser classificados de dois modos diferentes: sistemas de apoio à decisão e sistemas de tomada de decisão. Para que esses sistemas sejam efetivamente úteis e confiáveis na área médica, é de grande importância á participação de profissionais especializados na área tanto em seu desenvolvimento e implementação, uma vez que estes possuem o perfil típico dos usuários que irão trabalhar com tais sistemas em situações de rotina [4,5], ou seja, todo o conhecimento em um sistema especialista é fornecido por pessoas que são especialistas naquele domínio. O propósito desses sistemas não é o de substituir o médico, mas sim ampliar a sua experiência e conhecimentos, fazendo com que os erros em diagnósticos sejam reduzidos [4]. Os sistemas especialistas podem ser classificados de dois modos diferentes: sistemas de apoio à decisão e sistemas de tomada de decisão [2]. Os Sistemas de Apoio à Decisão (SAD) são mais comumente utilizados em medicina, uma vez que estes não visam tomar decisões no lugar dos médicos, e sim, auxiliá-los na tomada de decisões [5]. Nos SAD’s, regras de inferência são aplicadas sobre uma grande base de conhecimento, que incluem sintomas e tratamentos possíveis, para que se possa identificar a doença e posteriormente oferecer um tratamento adequado. A tomada de decisão é basicamente a escolha de uma opção entre diversas alternativas existentes, seguindo determinados passos previamente estabelecidos e culminando na resolução de um problema de modo correto [2]. A tomada de decisão na área médica é um processo complexo, baseado em probabilidades e cercado de incertezas, pois os mecanismos mentais e o processo de raciocínio pelo qual os clínicos chegam ao diagnóstico é pouco conhecido [7,8]. Além de ser um processo que permite erros, a aquisição do conhecimento é uma atividade que consome muito tempo e de difícil realização. Portanto uma base de dados com as informações necessárias para um diagnóstico preciso é muito útil. Assim, o uso dos SAD’s pode vir a aumentar a qualidade do atendimento oferecido ao paciente, uma vez que a prática médica exige uma constante tomada de decisões [2]. Metodologia Para a obtenção de um escopo eficiente no desenvolvimento de um Sistema de Apoio ao Diagnóstico, foram realizadas diversas reuniões com uma especialista na área de cardiologia pediátrica. Com objetivo de um desenvolvimento adequado do SADD- CCRN, obteve-se uma compreensão do sistema cardiovascular, envolvendo sua anatomia e funcionamento, juntamente com suas respectivas anomalias, dando enfoque às cardiopatias congênitas no período neonatal. Resultados Para que o sistema tenha utilidade na área de cardiopatias congênitas, utilizou-se uma estrutura hierárquica das cardiopatias com seus respectivos sintomas [8]. Essa estrutura é composta por perguntas e respostas até que se chegue a um diagnóstico final. Cada pergunta respondida pelo médico é seguida por outra até a chegada do diagnóstico final [8]. A seqüência de perguntas dependerá dos sintomas identificados no paciente que está sendo consultado. A seguir é detalhada toda essa estrutura de pergunta-resposta, a base do SADD-CCRN, de modo a oferecer um entendimento da estruturação de todo o sistema [8]. 1. Qual o fator preponderante no quadro clínico? o Cianose
  3. 3. o Insuficiência Cardíaca o Ambos o Nenhum 1.1. Cianose 1.1.1. Há sopros associados? Sim, há sopro sistólico ejetivo, bem audível. • Se for uma cardiopatia com obstrução à circulação pulmonar. o Tetralogia de Fallot • Se for uma cardiopatia com circulação em paralelo. o Transposição com CIV ou EP Não, não há sopros associados. • Se for uma cardiopatia com obstrução mecânica à circulação pulmonar. o Atresia da Valva Pulmonar • Se for uma cardiopatia com circulação em paralelo. o Transposição das Grandes Artérias 1.1.2. Como se comportam o precórdio e os ruídos cardíacos? O precórdio é calmo as bulhas normais ou a 2ª bulha é única. o Transposição Dos Grandes Vasos o Tetralogia de Fallot o Atresia Pulmonar O precórdio é ativo e a 2ª bulha desdobra e é hiperfonética. o Persistência do Padrão Fetal 1.1.3. Há Hipo, Normo ou Hiperfluxo pulmonar no RaioX do tórax? Há Hipofluxo Pulmonar. • Com sopro Sistólico Ejetivo. o Tetralogia de Fallot • Sem sopros significantes. o Atresia Pulmonar o Persistência do Padrão Fetal Há Normo ou Hiperfluxo pulmonar. o Transposição dos Grandes Vasos 1.1.4. Há Hipertrofia Ventricular no eletrocardiograma? Não há hipertrofia ventricular. o Transposição dos grandes vasos Há hipertrofia ventricular direita. o Tetralogia de Fallot o Transposição dos grandes vasos o Persistência do padrão fetal Há hipertrofia ventricular esquerda. o Atresia Tricúspide ou Atresia Pulmonar Há hipertrofia biventricular. o Transposição com CIV 1.2. Insuficiência Cardíaca Congestiva 1.2.1. Como se comportam os pulsos da criança? São todos palpáveis, porém diminuídos. o Estenose Aórtica Valvar o Miocardiopatia dilatada Os femurais têm aplitude reduzida ou estão ausentes, os radiais tem amplitude normais. o Coarctação da Aorta o Interrupção da Aorta Os femurais têm amplitude normal e os radiais têm amplitude diminuída ou estão ausentes. o Atresia Aórtica o Hipoplasia do Coração Esquerdo Os pulsos têm amplitude aumentada. o Persistência do Canal Arterial. 1.3. Ambos 1.3.1. Cardiopatias com Mistura Completa. o Truncus Arterious, Anomalias da Valva Tricúspide o Atresia Mitral o Drenagem Anômala Total das Veias Pulmonares o Outras Complexas 1.4. Nenhum (apenas sopro) 1.4.1. Cardiopatias Obstrutivas ou com Hiperfluxo Pulmonar. o Estenose Aórtica ou Estenose Pulmonar o Comunicação interatrial o Comunicação interventricular pequena
  4. 4. o Canal arterial persistente É importante observar que, como esse sistema não substitui e sim auxilia o médico, muitas vezes obtém-se mais de um diagnóstico para um mesmo caso. O SADD- CCRN reduz as possibilidades de diagnóstico para um grupo específico de cardiopatias, com isso o usuário terá que possuir conhecimentos suficientes para escolher dentre as alternativas de diagnósticos. Para uma melhor visualização dessa estrutura hierárquica, parte dela foi disposta em forma de árvore. Os itens 1 e 1.1 detalhados acima, podem ser observados na figura abaixo. A sub-árvore da Figura 1 apresenta a primeira pergunta que o sistema fará ao médico e um caminho que ele poderá seguir no próximo nível, com as possíveis possibilidades de respostas. Para que o sistema possua uma interface amigável com o usuário, as respostas terão que estar dispostas em forma de múltipla escolha, em que o usuário escolherá apenas uma das respostas dadas pelo sistema. O mais importante no desenvolvimento das telas de pergunta-respostas é a presença do médico, uma vez que este será o principal usuário do sistema.Uma das telas utilizadas no SADD-CCRN é mostrada na Figura 2. Todas as telas do sistema seguem esse mesmo padrão. Figura 1: Sub-árvore da Árvore de Diagnóstico Diferencial.
  5. 5. Figura 2: Protótipo de tela. Com essa disposição de perguntas e respostas fica muito mais fácil a manipulação do SADD-CCRN por qualquer tipo de usuário. Após responder a pergunta, o médico clica no botão PRÓXIMO e o sistema o leva para próxima pergunta, e assim sucessivamente, até ele chegue no diagnóstico provável do paciente em questão. Além de perguntas e respostas, cada tela do sistema contem informações e dicas a respeito das cardiopatias (Ex: descrição, imagem,...), raciocínio lógico e sinais, que poderão ser necessárias ao usuário na escolha correta de uma das opções. Informações mais detalhadas podem ser consultadas por meio de links encontrados na própria tela. Discussão e Conclusões Uma vez que inicialmente o sistema está sendo utilizado na clínica médica pelos próprios médicos, é importante a utilização de um software de fácil entendimento e com todas as ferramentas necessárias para um bom desenvolvimento do sistema. Para tanto, produzir uma interface amigável com usuário, bem como um banco de dados confiável é imprescindível para garantir a segurança e integridade dos dados. Também existe a possibilidade de utilizar ferramentas que possibilitem a utilização do O Sistema de Apoio ao Diagnóstico de Cardiopatias Congênitas no Recém Nascido (SADD- CCRN) na Web, e com isso fazer com que profissionais situados em qualquer localização geográfica no mundo utilizem o sistema. As informações detalhadas no presente documento serão de grande importância para a implantação e monitoração do Sistema de Apoio ao Diagnóstico, uma vez que o escopo do Sistema em questão pode ser observado na estrutura detalhada na sessão resultados. Essas informações permitem visualizar de uma forma bastante evidente o papel da informática em serviços de rotina médica, principalmente na Cardiologia Pediátrica, onde o diagnóstico precoce pode modificar significativamente os resultados. Espera-se que a utilização do SADD- CCRN no ambiente clínico mostre-se útil na prática da Cardiologia Pediátrica, pois, potencialmente, além de contribuir para a redução do tempo da consulta e gerar uma lista simples e objetiva dos diagnósticos mais prováveis, o sistema possibilitará educação à distância através da produção de tutoriais e de uma segunda opinião em Telemedicina. Referências [1]FONTES, V.F. “A cardiologia Pediátrica.” [http://www.brasilmedicina.com]. Out. 2003. [2]CUER, A.O. HIRABARA, L.Y.”Sistemas Especialistas Aplicados à Medicina” [http://www.din.uem.br/ia/medicina]. Out. 2003. [3]RUSSELL, S.J. NORVIG, P.(2004) “Inteligência artificial”. Rio de Janeiro: Elsevier, p. 1021. [4]ILHA, J.O. “O Registro Clínico Computadorizado: Funções e Vantagens.” [http://www.epub.org.br/informed/recclin3 .htm]. Dez. 2003.
  6. 6. [5]SABBATINI, R.M.E. ''Uso do Computador no Apoio ao Diagnóstico Médico'' [http://www.epub.org.br/informed/decisao. htm]. Fev. 2003. [6]LEVINE, R.I., DRANG, D.E., DIANE E. (1988) “Inteligência artificial e sistemas especialistas”. ed.1, Sao paulo: McGraw- Hill, p. 264. [7]SEGULEM,D. et.al. “Informática na Medicina: Recursos aos Sistemas de Apoio à Decisão em Saúde.” Ciência Hoje. 19(111): 24-5, 1995. [8]MATTOS, S. (199 -?). “Diagnóstico Diferencial das Cardiopatias na Infância.” Métodos Diagnósticos – História, Exame Físico e Diagnóstico Diferencial em Cardiologia para Pediatras: Educação Médica Continuada.”, Recife, p 15-7. Contato Jana Jasmin Del Prado Filartiga, Estudante do curso de Ciência da Computação na Universidade Católica de Pernambuco (UNICAP), Rua do Príncipe 526, Boa Vista, CEP 50050-900, Recife-PE, Fone: 55 81 3216 5175.

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