Deterioração Clínica em Unidades de Terapia Intensiva: uma Abordagem de Predição de Situação dos Pacientes Baseada em Inteligência Computacional

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Data
2024-03-20Autor
Souza, Alexandre Renato Rodrigues de
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Os pacientes nas Unidades de Terapia Intensiva (UTIs) hospitalares necessitam
de acompanhamento constante de seus parâmetros fisiológicos devido à gravidade
de sua condição de saúde, aliada à possibilidade de um rápido agravamento. Con siderando esta motivação, esta Tese tem como objetivo central a concepção de uma
abordagem para predição da deterioração clínica de pacientes em UTIs denominada
I2Care. Assim, a pesquisa desenvolvida foca na perspectiva do equilíbrio entre o de sempenho de classificação obtido por meio de modelos de Aprendizado de Máquina
com a interpretabilidade oferecida pelas regras Fuzzy. Com o propósito de empregar
dados de pacientes reais na avaliação do trabalho, foi selecionado o MIMIC-III
enquanto base de dados, considerando seu amplo reconhecimento pela comunidade
da área. Dentre os modelos preditivos baseados em Aprendizado de Máquina, o
melhor desempenho foi alcançado pelo I2Care-ML, que explora o algoritmo Gradient
Boosting Machine, atingindo 0,8846 de AUC com o uso de dez variáveis. Por sua vez,
dentre os modelos preditivos fundamentados em Lógica Fuzzy, o I2Care-DS obteve
o melhor desempenho. Utilizando apenas cinco variáveis clínicas, alcançou um
desempenho significativo, atingindo uma AUC de 0,8651. Esse resultado evidencia
não apenas um melhor desempenho de predição para a abordagem concebida, mas
também caracteriza seu destaque em relação aos estudos encontrados na literatura
que fazem uso da Lógica Fuzzy. Além disso, a abordagem I2Care obteve um desem penho preditivo superior em comparação com o SAPS-II, um escore clínico de amplo
emprego em hospitais. Esses resultados sugerem que a I2Care não apenas supera
outros métodos na literatura em termos de desempenho preditivo, mas também se
destaca pela redução no uso de variáveis preditoras e a possibilidade de inferir o grau
de deterioração clínica dos pacientes. Estas propriedades da abordagem concebida
podem ter implicações práticas bastante significativas em termos de redução da
coleta de dados, menores custos para uma implementação, bem como uma melhor
interpretabilidade clínica da situação dos pacientes.