MODELO DE SISTEMA INTERATIVO PARA O DIAGNóSTICO

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					          MODELO DE SISTEMA INTERATIVO PARA O DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL DAS
                    CARDIOPATIAS CONGÊNITAS NO RECÉM NASCIDO
                                             1          2                3
                                J. J. Filartiga , G. Vilar e S. Mattos
    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                                             em anomalidades congênitas é que o
                                                       diagnóstico seja feito logo após o
       Cerca de 90% de todos os casos de               nascimento, ou ainda na gestação, o que
insuficiência cardíaca durante a infância              dificulta o diagnóstico clínico. Nesta área, o
ocorrem antes de terminar o primeiro ano de            diagnóstico clínico constitui o elemento de
vida e a maioria dentro dos primeiros meses.           maior dificuldade, uma vez que ele deve ser
Dentre essas cardiopatias, as congênitas               feito logo após o nascimento, ou ainda na
ocorrem em quase 1% das crianças nascidas              gestação.
vivas em todo o mundo e provavelmente são                      Para que haja melhores resultados no
causadas pela interação entre predisposição            tratamento     de    recém      nascidos,   há
genética e fatores ambientais. O importante            necessidade de uma abordagem cada vez
mais precoce e intervencionista [1]. Por conta    estabelecidos e culminando na resolução de
disso      a    informática   tem      crescido   um problema de modo correto [2].
substancialmente na área médica, uma vez                 A tomada de decisão na área médica é
que além da melhoria na qualidade do              um processo complexo, baseado em
atendimento, percebe-se a importância do          probabilidades e cercado de incertezas, pois
desenvolvimento de sistemas que ajudem no         os mecanismos mentais e o processo de
diagnóstico. Os sistemas que auxiliam no          raciocínio pelo qual os clínicos chegam ao
diagnóstico são denominados Sistemas              diagnóstico é pouco conhecido [7,8]. Além de
Especialistas, e tentam emular a capacidade       ser um processo que permite erros, a
de resolver problemas e tomar decisões            aquisição do conhecimento é uma atividade
utilizando métodos de Inteligência Artificial     que consome muito tempo e de difícil
(IA), que imitam o processo básico do             realização. Portanto uma base de dados com
aprendizado humano por meio do qual as            as informações necessárias para um
novas informações são absorvidas e se             diagnóstico preciso é muito útil. Assim, o uso
tornam disponíveis para referências futuras.      dos SAD’s pode vir a aumentar a qualidade
Sistemas que empregam o conhecimento              do atendimento oferecido ao paciente, uma
humano para resolver problemas que                vez que a prática médica exige uma
requererem a presença de um especialista          constante tomada de decisões [2].
são denominados Sistemas Especialistas
[2,3].     Esses     sistemas   podem       ser   Metodologia
classificados de dois modos diferentes:
sistemas de apoio à decisão e sistemas de                Para a obtenção de um escopo
tomada de decisão.                                eficiente no desenvolvimento de um Sistema
       Para que esses sistemas sejam              de Apoio ao Diagnóstico, foram realizadas
efetivamente úteis e confiáveis na área           diversas reuniões com uma especialista na
médica, é de grande importância á                 área de cardiologia pediátrica. Com objetivo
participação de profissionais especializados      de um desenvolvimento adequado do SADD-
na área tanto em seu desenvolvimento e            CCRN, obteve-se uma compreensão do
implementação, uma vez que estes possuem          sistema cardiovascular, envolvendo sua
o perfil típico dos usuários que irão trabalhar   anatomia e funcionamento, juntamente com
com tais sistemas em situações de rotina          suas respectivas anomalias, dando enfoque
[4,5], ou seja, todo o conhecimento em um         às cardiopatias congênitas no período
sistema especialista é fornecido por pessoas      neonatal.
que são especialistas naquele domínio. O
propósito desses sistemas não é o de              Resultados
substituir o médico, mas sim ampliar a sua
experiência e conhecimentos, fazendo com                 Para que o sistema tenha utilidade na
que os erros em diagnósticos sejam                área de cardiopatias congênitas, utilizou-se
reduzidos [4]. Os sistemas especialistas          uma estrutura hierárquica das cardiopatias
podem ser classificados de dois modos             com seus respectivos sintomas [8]. Essa
diferentes: sistemas de apoio à decisão e         estrutura é composta por perguntas e
sistemas de tomada de decisão [2].                respostas até que se chegue a um
       Os Sistemas de Apoio à Decisão             diagnóstico final. Cada pergunta respondida
(SAD) são mais comumente utilizados em            pelo médico é seguida por outra até a
medicina, uma vez que estes não visam             chegada do diagnóstico final [8]. A seqüência
tomar decisões no lugar dos médicos, e sim,       de perguntas dependerá dos sintomas
auxiliá-los na tomada de decisões [5]. Nos        identificados no paciente que está sendo
SAD’s, regras de inferência são aplicadas         consultado.
sobre uma grande base de conhecimento,                    A seguir é detalhada toda essa
que incluem sintomas e tratamentos                estrutura de pergunta-resposta, a base do
possíveis, para que se possa identificar a        SADD-CCRN, de modo a oferecer um
doença e posteriormente oferecer um               entendimento da estruturação de todo o
tratamento adequado. A tomada de decisão é        sistema [8].
basicamente a escolha de uma opção entre
diversas alternativas existentes, seguindo        1. Qual o fator preponderante no quadro
determinados          passos       previamente       clínico?
                                                                   o Cianose
                 o Insuficiência Cardíaca             Há hipertrofia ventricular direita.
                 o Ambos                                        o Tetralogia de Fallot
                 o Nenhum                                       o Transposição dos
1.1. Cianose                                                      grandes vasos
    1.1.1. Há sopros associados?                                o Persistência do padrão
     Sim, há sopro sistólico ejetivo,                            fetal
        bem audível.                                Há         hipertrofia     ventricular
           Se for uma cardiopatia com                 esquerda.
             obstrução       à    circulação                    o Atresia Tricúspide ou
             pulmonar.                                            Atresia Pulmonar
                 o Tetralogia de Fallot             Há hipertrofia biventricular.
           Se for uma cardiopatia com                        o Transposição com CIV
             circulação em paralelo.           1.2. Insuficiência Cardíaca Congestiva
                 o Transposição com CIV            1.2.1. Como se comportam os
                    ou EP                                pulsos da criança?
     Não, não há sopros associados.                São todos palpáveis, porém
           Se for uma cardiopatia com                 diminuídos.
             obstrução       mecânica      à                    o Estenose Aórtica
             circulação pulmonar.                                 Valvar
                 o Atresia da Valva                             o Miocardiopatia dilatada
                    Pulmonar                        Os       femurais      têm    aplitude
           Se for uma cardiopatia com                 reduzida ou estão ausentes, os
             circulação em paralelo.                   radiais tem amplitude normais.
                 o Transposição das                             o Coarctação da Aorta
                    Grandes Artérias                            o Interrupção da Aorta
    1.1.2. Como se comportam o                      Os femurais têm amplitude
          precórdio       e    os     ruídos           normal e os radiais têm
          cardíacos?                                   amplitude diminuída ou estão
     O precórdio é calmo as bulhas                    ausentes.
        normais ou a 2ª bulha é única.                          o Atresia Aórtica
                 o Transposição Dos                             o Hipoplasia do Coração
                    Grandes Vasos                                 Esquerdo
                 o Tetralogia de Fallot             Os       pulsos     têm     amplitude
                 o Atresia Pulmonar                    aumentada.
     O precórdio é ativo e a 2ª bulha                          o Persistência do Canal
        desdobra e é hiperfonética.                               Arterial.
                 o Persistência do Padrão      1.3. Ambos
                    Fetal                          1.3.1. Cardiopatias com Mistura
    1.1.3. Há        Hipo,     Normo      ou             Completa.
          Hiperfluxo pulmonar no RaioX                          o Truncus Arterious,
          do tórax?                                               Anomalias da Valva
     Há Hipofluxo Pulmonar.                                      Tricúspide
           Com sopro Sistólico Ejetivo.                        o Atresia Mitral
                 o Tetralogia de Fallot                         o Drenagem Anômala
           Sem sopros significantes.                             Total das Veias
                 o Atresia Pulmonar                               Pulmonares
                 o Persistência do Padrão                       o Outras Complexas
                    Fetal                      1.4. Nenhum (apenas sopro)
     Há        Normo       ou    Hiperfluxo       1.4.1. Cardiopatias Obstrutivas ou
        pulmonar.                                        com Hiperfluxo Pulmonar.
                 o Transposição dos                             o Estenose Aórtica ou
                    Grandes Vasos                                 Estenose Pulmonar
    1.1.4. Há Hipertrofia Ventricular no                        o Comunicação
          eletrocardiograma?                                      interatrial
     Não há hipertrofia ventricular.                           o Comunicação
                 o Transposição dos                               interventricular
                    grandes vasos                                 pequena
                    o Canal arterial                fará ao médico e um caminho que ele poderá
                      persistente                   seguir no próximo nível, com as possíveis
                                                    possibilidades de respostas.
      É importante observar que, como esse                  Para que o sistema possua uma
sistema não substitui e sim auxilia o médico,       interface amigável com o usuário, as
muitas vezes obtém-se mais de um                    respostas terão que estar dispostas em
diagnóstico para um mesmo caso. O SADD-             forma de múltipla escolha, em que o usuário
CCRN reduz as possibilidades de diagnóstico         escolherá apenas uma das respostas dadas
para um grupo específico de cardiopatias,           pelo sistema.
com isso o usuário terá que possuir                        O mais importante no desenvolvimento
conhecimentos suficientes para escolher             das telas de pergunta-respostas é a
dentre as alternativas de diagnósticos.             presença do médico, uma vez que este será
       Para uma melhor visualização dessa           o principal usuário do sistema.Uma das telas
estrutura hierárquica, parte dela foi disposta      utilizadas no SADD-CCRN é mostrada na
em forma de árvore. Os itens 1 e 1.1                Figura 2. Todas as telas do sistema seguem
detalhados acima, podem ser observados na           esse mesmo padrão.
figura abaixo. A sub-árvore da Figura 1
apresenta a primeira pergunta que o sistema




  Figura 1: Sub-árvore da Árvore de Diagnóstico Diferencial.
                               Figura 2: Protótipo de tela.

      Com essa disposição de perguntas e             monitoração do Sistema de Apoio ao
respostas fica muito mais fácil a manipulação        Diagnóstico, uma vez que o escopo do
do SADD-CCRN por qualquer tipo de                    Sistema em questão pode ser observado na
usuário. Após responder a pergunta, o                estrutura detalhada na sessão resultados.
médico clica no botão PRÓXIMO e o sistema            Essas informações permitem visualizar de
o leva para próxima pergunta, e assim                uma forma bastante evidente o papel da
sucessivamente, até ele chegue no                    informática em serviços de rotina médica,
diagnóstico provável do paciente em                  principalmente na Cardiologia Pediátrica,
questão.                                             onde o diagnóstico precoce pode modificar
      Além de perguntas e respostas, cada            significativamente os resultados.
tela do sistema contem informações e dicas a                 Espera-se que a utilização do SADD-
respeito das cardiopatias (Ex: descrição,            CCRN no ambiente clínico mostre-se útil na
imagem,...), raciocínio lógico e sinais, que         prática da Cardiologia Pediátrica, pois,
poderão ser necessárias ao usuário na                potencialmente, além de contribuir para a
escolha correta de uma das opções.                   redução do tempo da consulta e gerar uma
Informações mais detalhadas podem ser                lista simples e objetiva dos diagnósticos mais
consultadas por meio de links encontrados            prováveis, o sistema possibilitará educação à
na própria tela.                                     distância através da produção de tutoriais e
                                                     de uma segunda opinião em Telemedicina.
Discussão e Conclusões
                                                     Referências
       Uma vez que inicialmente o sistema
está sendo utilizado na clínica médica pelos         [1]FONTES, V.F. “A cardiologia Pediátrica.”
próprios médicos, é importante a utilização              [http://www.brasilmedicina.com].  Out.
de um software de fácil entendimento e com               2003.
todas as ferramentas necessárias para um
bom desenvolvimento do sistema. Para tanto,          [2]CUER, A.O. HIRABARA, L.Y.”Sistemas
produzir uma interface amigável com usuário,             Especialistas Aplicados à Medicina”
bem como um banco de dados confiável é                   [http://www.din.uem.br/ia/medicina]. Out.
imprescindível para garantir a segurança e               2003.
integridade dos dados. Também existe a
possibilidade de utilizar ferramentas que            [3]RUSSELL,       S.J. NORVIG, P.(2004)
possibilitem a utilização do O Sistema de                “Inteligência artificial”. Rio de Janeiro:
Apoio ao Diagnóstico de Cardiopatias                     Elsevier, p. 1021.
Congênitas no Recém Nascido (SADD-
CCRN) na Web, e com isso fazer com que               [4]ILHA,     J.O.   “O    Registro     Clínico
profissionais     situados    em     qualquer            Computadorizado:          Funções        e
localização geográfica no mundo utilizem o               Vantagens.”
sistema.                                                 [http://www.epub.org.br/informed/recclin3
       As    informações    detalhadas     no            .htm]. Dez. 2003.
presente documento serão de grande
importância     para     a   implantação    e
[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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posted:11/2/2011
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