SISTEMA ESPECIALISTA PARA DETERMINAR ELEGIBILIDADE E PRIORIDADE EM TRANSPLANTE DE MEDULA ÓSSEA

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1 HELIZ REGINA ALVES DAS NEVES SISTEMA ESPECIALISTA PARA DETERMINAR ELEGIBILIDADE E PRIORIDADE EM TRANSPLANTE DE MEDULA ÓSSEA Dissertação apresetada ao Programa de Pós- Graduação em Iformática Aplicada da Potifícia Uiversidade Católica do Paraá como requisito parcial para obteção do título de Mestre em Iformática Aplicada. CURITIBA 2001

2 HELIZ REGINA ALVES DAS NEVES SISTEMA ESPECIALISTA PARA DETERMINAR ELEGIBILIDADE E PRIORIDADE EM TRANSPLANTE DE MEDULA ÓSSEA Dissertação apresetada ao Programa de Pós- Graduação em Iformática Aplicada da Potifícia Uiversidade Católica do Paraá como requisito parcial para obteção do título de Mestre em Iformática Aplicada. Área de Cocetração: Iformática em Saúde Orietador: Prof. Dr. João da Silva Dias Co-orietador: Prof. Dr. Roberto de Almeida Rocha CURITIBA 2001

3 Neves, Heliz Regia Alves das. Sistema Especialista para Determiar Elegibilidade e Prioridade em Trasplate de Medula Óssea. Curitiba, p. Dissertação(Mestrado) Potifícia Uiversidade Católica do Paraá. Programa de Pós-Graduação em Iformática Aplicada. 1. Iteligêcia artificial 2. Sistema especialista 3. Regras de produção 4. Redes bayesiaas. I.Potifícia Uiversidade Católica do Paraá. Cetro de Ciêcias Exatas e de Tecologia. Programa de Pós-Graduação em Iformática Aplicada II-t

4 Esta págia deve ser reservada à ata de defesa e termo de aprovação que serão forecidos pela secretaria após a defesa da dissertação e efetuadas as correções solicitadas.

5 Para toda a miha família.

6 Agradecimetos Ao Prof. Dr. João da Silva Dias e ao Prof. Dr. Roberto de Almeida Rocha pela orietação e ateção. A Potifícia Uiversidade Católica do Paraá pelo custeio parcial do Mestrado. Ao Prof. Dr. Ricardo Pasquii, chefe do Serviço de Trasplate de Medula Óssea do Hospital de Clíicas da Uiversidade Federal do Paraá. Aos médicos do Serviço de Trasplate de Medula Óssea do Hospital de Clíicas da Uiversidade Federal do Paraá: Dr. Carlos Roberto de Medeiros, Dr. Marco Atoio Bitecourt, Dra. Carmem Maria Sales Bofim, Dra. Maria Luiza Friedrich, Dra. Vaeuza Araújo Moreira. Ao Prof. Dr. Aselmo Chaves Neto do Departameto de Estatística da Uiversidade Federal do Paraá. Ao estatístico Aldemir Juglos do Hospital de Clíicas da Uiversidade Federal do Paraá. A todos que direta ou idiretamete colaboraram a realização deste trabalho, que por serem muitos ão foram citados, porém ão foram esquecidos.

7 Publicações [1] Sistema Especialista para Determiação da Elegibilidade e Prioridade para Trasplate de Medula Óssea. Heliz Regia A. Neves, Roberto A. Rocha, João S. Dias. VII Cogresso Brasileiro de Iformática em Saúde - São Paulo, outubro [2] Implemetatio of a Expert System to Determie Eligibility ad Priorities for Boe Marrow Trasplats. Heliz Regia A. Neves, Roberto A. Rocha, João S. Dias. Medifo Lodo-UK, 2-5/setembro 2001.

8 Sumário Capítulo 1 Itrodução Histórico Objetivos Objetivo Geral Objetivos Específicos Justificativa do Trabalho Orgaização do Trabalho... 6 Capítulo 2 Fudametação Teórica Elegibilidade e Prioridade Protocolos Terapêuticos para Elegibilidade Sistemas Especialistas Sistemas Especialistas em Medicia Estrutura de um Sistema Especialista Aquisição do Cohecimeto O Egeheiro do Cohecimeto Estratégias da Aquisição do Cohecimeto Represetação do Cohecimeto Tipos de Represetação do Cohecimeto Regras de Produção Redes Bayesiaas Tratameto da Icerteza e Imprecisão a Medicia Formas de Represetação do Raciocíio Shell em Sistema Especialista i

9 Capítulo 3 Domíio da Aplicação Leucemia Mielóide Crôica Trasplate de Medula Óssea Técica do Trasplate Sistema HLA Seleção do Paciete o STMO Ecamihameto de Pacietes ao STMO Requisitos do Sistema Capítulo 4 Proposta do Sistema Modelagem do Sistema Modelagem para Elegibilidade Modelagem para Prioridade Aquisição do Cohecimeto Base de Cohecimeto para Elegibilidade Base de Cohecimeto para Prioridade Represetação do Cohecimeto para Elegibilidade Represetação do Cohecimeto para Prioridade Capítulo 5 Avaliação do Sistema e Resultados Elegibilidade Avaliação do SE para Elegibilidade Resultados Apresetados a Avaliação do SE para Elegibilidade Prioridade Teste de Cofiabilidade Avaliação do Sistema Especialista para Prioridade Resultados das Avaliações do SE para Prioridade Ajustes a Base de Cohecimeto ii

10 5.2.5 Resultado da Avaliação do SE Após Ajustes a Base de Cohecimeto Capítulo 6 Discussão Aquisição do Cohecimeto Discussão Sobre os Sistemas Especialistas Utilizados SE para Elegibilidade SE para Prioridade Resultados dos Testes dos Sistemas Especialistas Resultado da Avaliação do SE Após Ajustes a Base de Cohecimeto Capítulo 7 Coclusão Avaliação dos Sistemas Especialistas Estudos Futuros Aexo A O Egeheiro do Cohecimeto 63 Aexo B Especialistas o Domíio da Aplicação 64 Aexo C Ficha de Ecamihameto do Paciete 67 Aexo D Ídice Karofsky/Lasky 68 Aexo E Regulameto Técico do Miistério da Saúde 69 iii

11 Aexo F SE Gerado pelo Shell Sita 71 Aexo G Prioridade Apresetada pelos Especialistas e pelo SE (1 a Avaliação) 78 Aexo H Prioridade do SE e o padrão de referêcia (2 a Avaliação) 80 Aexo I Prioridade do SE e o Padrão de Referêcia após Ajustes a BC (3 a Avaliação) 82 Referêcias Bibliográficas 84 iv

12 Lista de Figuras Figura 2.1 Pricipais problemas relacioados aos critérios de elegibilidade... 9 Figura 2.2 Como deve ser um sistema para eleger um paciete... 9 Figura 2.3 Compoetes de um SE simbólico Figura 2.4 Exemplo de regra Figura 2.5 Ilustração de uma RB Figura 2.6 Ilustração das probabilidades codicioais em uma tabela Figura 2.7 Um simples exemplo de uma RB Figura 3.1 TMO alogêico realizado o STMO ( /2000) Figura 3.2 Procedimetos de abordagem de um paciete ecamihado ao STMO. 30 Figura 4.1 Represetação do SE para elegibilidade Figura 4.2 Represetação do SE para prioridade Figura 4.3 Critérios de elegibilidade para TMO alogêico em LMC Figura 4.4 Sobrevida dos pacietes submetidos ao TMO em LMC de acordo com a situação clíica (1ª Fase crôica X Outras) Figura 4.5 Sobrevida dos pacietes submetidos ao TMO em LMC de acordo com a compatibilidade HLA (1 icompatibilidade X totalmete compatíveis) Figura 4.6 Sobrevida dos pacietes submetidos ao TMO em LMC de acordo com a duração da doeça (0-12 X >12 meses) Figura 4.7 Ivestigação da elegibilidade do paciete Figura 4.8 Critérios de prioridade para TMO alogêico em LMC Figura 4.9 Exemplo de uma TPC para o ó e seus estados Figura 5.1 Ciclo da iteratividade a gestão do cohecimeto Figura 5.2 Sobrevida dos pacietes submetidos ao TMO em LMC de acordo com a duração da doeça (0-30 X > 30 meses) Figura 5.3 SE para prioridade após ajustes de acordo com os especialistas v

13 Figura C.1 Ficha de ecamihameto médico do STMO Figura E.1 Regulameto Técico do Miistério da Saúde Figura F.1 Documetação do Expert Sita para as regras do diagóstico de LMC. 77 vi

14 Lista de Tabelas Tabela 3.1 Trasplates realizados o STMO ( ) Tabela 3.2 Trasplates realizados o STMO ( /10/2000) Tabela 4.1 Variáveis para o diagóstico de LMC cosiderados o ecamihameto do paciete Tabela 4.2 Variáveis e valores do diagóstico de LMC Tabela 5.1 Resultados apresetados pelo SE para Elegibilidade Tabela 5.2 Resultados para prioridade 1 a avaliação (aálise de cofiaça) Tabela D.1 Escala de Karofsky e Lasky Tabela G.1 Orgaização da fila de espera de acordo com o Especialista 1, Especialista 2, Especialista 3 e o SE (1 a avaliação) Tabela H.1 Lista dos pacietes de acordo com a probabilidade de trasplate (2 a avaliação) Tabela I.1 Fila dos pacietes de acordo com a probabilidade de trasplate após ajustes a base de cohecimeto vii

15 Lista de Símbolos X variável x valor da variável Y 1 variável +x preseça de aomalia -x ausêcia de aomalia P(.) probabilidade a priori P(.. ) probabilidade codicioal SQP soma dos quadrados por paciete SQObs soma dos quadrados por observadores i j SQT SQR Número de pacietes Número de observadores soma total dos quadrados erro da soma dos quadrados Somatória ρ cofiabilidade viii

16 Lista de Abreviaturas AAS ABMTR AC BC BD BMT BMTU CPH EC ES FC1 FC2 FA1 HLA IA IAS IBMTR LLA LMA LMC RB RBC SE SES STMO Aemia Aplástica Severa Autologous Blood ad Marrow Trasplat Registry Aquisição do cohecimeto Base de cohecimeto Baco de Dados Boe Marrow Trasplatatio Boe Marrow Trasplatatio Uit Complexo pricipal de histocompatibilidade Egeheiro do cohecimeto Expert System 1 a Fase Crôica 2 a Fase Crôica 1 a Fase Acelerada Atígeo leucocitário humao Iteligêcia Artificial Iteligêcia Artificial Simbólico Iteratioal Boe Marrow Trasplatatio Registry Leucemia Lifóide Aguda Leucemia Mielóide Aguda. Leucemia Mielóide Crôica Rede Bayesiaa Raciocíio baseado em casos Sistema Especialista Sistemas Especialistas Simbólicos Serviço de Trasplate de Medula Óssea do Hospital de Clíicas da UFPR ix

17 TMO TPC Trasplate de Medula Óssea Tabela de probabilidade codicioal x

18 Resumo O trasplate de medula óssea (TMO) é a terapêutica idicada para muitas doeças maligas hematológicas, geéticas e imuológicas [BEUTLER, 1983 e RAPPEPORT, 1991]. O gereciameto das iformações dos pacietes que estão a fila do trasplate é complexo e de extrema importâcia, uma vez que defiirá a elegibilidade e a prioridade. Este trabalho descreve a implemetação de um sistema que auxilia o gereciameto e o ecamihameto dos pacietes com idicação de TMO. O sistema também auxiliará os médicos a eleger e priorizar o paciete com a maior idicação de trasplate através de dois sistemas especialistas (SEs): regras de produção e redes Bayesiaas respectivamete. O Serviço de Trasplate de Medula Óssea (STMO) do Hospital de Clíicas da Uiversidade Federal do Paraá apreseta uma fila de espera com mais de 300 pacietes protos para o TMO, com os mais variados diagósticos. A implemetação foi feita somete para o diagóstico de Leucemia Mielóide Crôica. O STMO apresetava o mometo da avaliação 161 pacietes com este diagóstico. Dos 161 pacietes o sistema especialista (SE) para elegibilidade idicou 64 pacietes para TMO. A avaliação do SE para prioridade foi feita com 36 pacietes dos 64 pacietes elegíveis. O SE para prioridade apresetou uma lista ordeada do maior para o meor grau de prioridade para TMO. A avaliação do SE para elegibilidade foi realizado de acordo com o regulameto técico do Miistério da Saúde [BRASÍLIA, 1999], sedo obtido 100% de acerto. Na avaliação do SE para prioridade foi utilizado o teste de cofiabilidade [FRIEDMAN et al., 1997]. O resultado fial da avaliação obtido foi 0,97, e quato mais próximo de 1 mais cofiável será o sistema. Os resultados da avaliação dos SEs para elegibilidade e prioridade sugerem que ambos são adequados para auxiliar os médicos a eleger e priorizar os pacietes para TMO. Palavras-Chave: Iteligêcia artificial, sistema especialista, regras de produção, redes bayesiaas. xi

19 Abstract Boe Marrow Trasplatatio (BMT) is a complex therapeutic procedure that offers potetial cure for may haematological ad o-haematological diseases, icludig various kids of cacer geetic abormalities ad immuologic disease [BEUTLER, 1983 e RAPPEPORT, 1991]. Maagig iformatio o the BMT's waitig list is extremely complex ad it will allow to defie the priority ad eligibility. This paper describes the implemetatio of a expert system (ES) i aidig the assessmet of cadidates for BMT. Cosequetly, the system will evaluate each cadidate to determie his or her eligibility ad priority for a BMT by two expert systems: productio rules ad Bayesia etwork, respectively. The Boe Marrow Trasplat Uit (BMTU) at HC-UFPR, i Curitiba, Brazil, has a waitig list with more tha 300 patiets, with differet diagosis. The study was performed oly for Chroic Myeloid Leukemia. The BMTU had 161 patiets for evaluatio. From 161 patiets the ES for eligibility idicated 64 patiets for BMT. The ES preseted priorities for patiets most idicated for BMT. The evaluatio of ES for eligibility was realized accordig with the techical regulatios of the Brazilia Miistry of Health [BRASÍLIA, 1999]. It preseted 100% of approval. I the evaluatio of ES for priority was utilized the reliability test [FRIEDMAN et al., 1997]. The fial result was 0,97 ad as close to 1,0 is the result, more reliable is the system. Results of evaluatio suggest the system are able to determie all the patiet s eligibility with the CML diagosis ad was able to show the trasplat s priority. Keywords: Artificial Itelligece, expert system, productio rules, Bayesia et. xii

20 Capítulo 1 Itrodução Este trabalho cocere a defiição, cocepção e implemetação de um sistema baseado em cohecimeto a área médica. Detre os métodos que permitem formalizar o cohecimeto a área médica em um sistema computacioal serão utilizados em particular regras de produção e redes bayesiaas. O trasplate de medula óssea (TMO) tem sido idicado para um úmero crescete de pacietes portadores de doeças hematológicas, imuológicas, metabólicas e eoplasias maligas [CHAMPLIN, 1990]. O Serviço de Trasplate de Medula Óssea do Hospital de Clíicas da UFPR (STMO) iiciou suas atividades em 1979, sedo pioeiro a América Latia [FERREIRA et al., 1985]. Atualmete existem cerca de 25 cetros de TMO o Brasil 1. As logas filas de espera são resultados de um úmero pequeo de istituições que realizam trasplates o Brasil, com duração às vezes superior a um ao, ocorredo por vezes mortes dos pacietes em estado grave, que deveriam ser trasplatados imediatamete [SABOYA, 1998]. A dispoibilidade de leitos para o TMO os hospitais brasileiros é isuficiete para ateder a demada, resultado etão em uma fila de espera de tal volume que muitos pacietes perderão a oportuidade de submeterem-se a este procedimeto [MEDEIROS, 2000]. Estudos do Iteratioal Boe Marrow Trasplatatio Registry/Autologous Blood ad Marrow Trasplat Registry (IBMTR/ABMTR 2 ) estimam que 17 mil trasplates 1 12/ /2000.

21 2 alogêicos foram feitos em 1998 [HOROWITZ et al., 2000]. Atualmete, mais de 400 istituições e serviços especializados participam do IBMTR/ABMTR e etre esses está o STMO [HOROWITZ et al., 2000]. É importate mecioar este fato dada a correlação etre o tamaho dos serviços em que o trasplate é realizado e sua probabilidade de sucesso [PASQUINI, 1999]. Baseado os dados forecidos pelo IBMTR, estima-se que 5 pacietes por milhão de habitates por ao devem submeter-se ao TMO alogêico 3. Segudo divulgação do IBGE 4, o Brasil apreseta hoje cerca de 167 milhões de habitates, assim aproximadamete 835 pacietes por ao deveriam ser submetidos ao trasplate em osso país. No ao passado, foram realizados cerca de 500 trasplates o Brasil 5, assim muitos pacietes com idicação de trasplate ão foram submetidos ao tratameto por falta de ifra-estrutura. Através de uma avaliação o baco de dados (BD) pré-trasplate do STMO, verificou-se que a fila de espera cota hoje com mais de 300 pacietes protos para trasplate. Este problema é decorrete da falta de ifra-estrutura ecessária para a realização de trasplates. Atualmete, o STMO dispõe de 12 leitos e realiza uma média mesal de 7 trasplates, pois segudo avaliação do BD dos pacietes submetidos ao TMO, os pacietes que são submetidos ao trasplate ficam em média 30 dias iterados. Outro fator limitate, verificado o BD pós-tmo, é a média mesal de 5,58 pacietes reiterados, com o tempo de reiteração variado de 1 a 198 dias e mediaa de 8 dias o ao de 1998 e Assim, aumetar o úmero de trasplates implicaria um aumeto de leitos, recursos humaos, ovos equipametos e adequação física. A avaliação dos pacietes para TMO requer uma revisão extesa dos protuários, um esforço para combiar as características dos cadidatos com critérios de elegibilidade previamete defiidos [PAPACONSTANTINOU et al., 1998]. No STMO, após os médicos idicarem os pacietes eleitos para o TMO, eles devem determiar quais pacietes têm prioridade para o trasplate. Este processo de avaliação além de cosumir tempo é complexo e trabalhoso cosiderado o tamaho da fila de espera. Outro problema a idetificação do paciete para TMO é que cada diagóstico apreseta critérios diferetes de elegibilidade e prioridade. Estes critérios icluem 3 07/ / iicio, 12/2000.

22 3 características demográficas, diagóstico atual ou aterior, resultados de testes laboratoriais, siais, sitomas e medicações usadas ou em uso [TU et al., 1993]. A aálise dos diversos critérios é uma tarefa difícil mas de extrema importâcia, uma vez que determiará quais cadidatos são elegíveis para trasplate e qual o melhor mometo para o trasplate. A avaliação da elegibilidade e prioridade além dos aspectos cietíficos descritos este trabalho, evolve também aspectos legais, éticos, políticos, culturais, sociais e ecoômicos [GEORGE, 1996] que ão serão alvo de discussão este trabalho. Este trabalho visa, através de metodologias de Iteligêcia Artificial e em particular os Sistemas Especialistas, resolver o problema de elegibilidade e prioridade em TMO. Os cohecimetos do sistema serão represetados os formatos de regras de produção e redes bayesiaas. Estes formatos serão detalhados os capítulos subseqüetes. 1.1 Histórico do TMO A primeira experiêcia utilizado a medula óssea via oral como forma terapêutica foi em 1891, em pacietes com leucemia [SANTOS, 1983]. Em 1939, a medula óssea foi admiistrada pela primeira vez via itramedular em pacietes com o diagóstico de leucemia lifóide [SANTOS, 1983]. O primeiro caso de aemia aplástica severa tratada com medula óssea por via itraveosa foi descrito por Osgood, Riddle e Mathews em 1939 [SANTOS, 1983]. Em 1961, Robis e Noyes realizaram o primeiro TMO utilizado doador irmão gêmeo idêtico, com sucesso, em um paciete com aemia aplástica severa [ROBINS et al., 1961]. Em 1972, Thomas e cols realizaram o primeiro TMO utilizado um irmão geotipicamete idêtico [THOMAS et al., 1972]. Com o passar dos aos, ovos avaços ocorreram, foi criado um sistema de criopreservação 6 celular para autotrasplates [APPELBAUM et al., 1978] e o desevolvimeto de registros de doadores volutários para trasplates etre ão aparetados [MCCULLOUGH et al., 1989] aumetado assim, as possibilidades de tratameto e cura dos pacietes. O STMO apreseta um quadro com mais de 140 profissioais etre médicos, efermeiros, assistetes sociais, fisioterapeutas, detista, psicólogos, utricioistas, 6 Criopreservação: Processo de cogelameto das células.

23 4 admiistradores etc., compodo uma equipe multidiscipliar de elevado ível técico e atualizada as moderas técicas de trasplate. O STMO cota também com profissioais resposáveis pela coleta e gereciameto das iformações extraídas dos protuários dos pacietes. As iformações dos pacietes atualmete são armazeadas em dois bacos de dados: para pacietes que estão aguardado trasplate e para pacietes que já fizeram trasplate. 1.2 Objetivos Objetivo Geral Projetar e desevolver um sistema de apoio à decisão para auxiliar o médico a selecioar criteriosamete os pacietes ecamihados ao STMO Objetivos Específicos Os objetivos específicos deste trabalho são: Obter, juto aos especialistas da área de saúde, um cojuto de critérios que permitem classificar um paciete como cadidato apto a ser trasplatado; Defiir, juto aos especialistas da área de saúde, um cojuto de critérios para ordeação dos cadidatos aptos; Formatar e validar os cohecimetos adquiridos dos especialistas. 1.3 Justificativa do Trabalho O STMO apreseta-se como um dos cetros de excelêcia a área de TMO. O grade úmero de pacietes ecamihados de toda a parte do Brasil e de algus países vizihos, aumeta sigificativamete a fila de espera. O STMO está hoje etre os 16 serviços do mudo que realizam mais de 100 procedimetos por ao. Em abril de 1998 foi realizado o milésimo procedimeto do serviço e, atualmete, respode por mais de 40% dos trasplates alogêicos realizados o Brasil. Foi pioeiro também a realização de trasplates usado células troco hematopoéticas obtidas de cordão umbilical e de medula óssea obtida de doador ão-aparetado /2000.

24 5 Para a viabilização deste projeto foram realizadas várias aálises o BD pré e pós TMO existete o STMO. O BD pós TMO do STMO mostrou que os diagósticos mais comus dos pacietes trasplatados são os de Aemia Aplástica Severa (AAS) represetado 34% dos pacietes, Leucemia Mielóide Crôica (LMC) com 27% e a Aemia de Facoi 8%. Foi verificado o BD pré-trasplate que o ao de 1999 houve uma média mesal de 24 pacietes ecamihados. Destes, 25% ão tiham idicação de trasplate, 17% fizeram outros tratametos, 17% foram trasplatados e 4% dos pacietes morreram a fila. Assim, 37% dos pacietes aida estavam aguardado trasplate em Segudo os especialistas do STMO, descartada a possibilidade do trasplate alogêico, o paciete poderá ter outro ecamihameto: programa de falêcia medular (outro tratameto), trasplate autólogo e trasplate ão aparetado. O sistema proposto ão abragerá estas alterativas. É importate salietar que a implatação do sistema proposto este trabalho além de ajudar a escolha do paciete que irá a trasplate poderá trazer outros beefícios: Redução de falha humaa pricipalmete a idicação de prioridade. O sistema garate que o paciete com maior prioridade seja escolhido de acordo com todos os especialistas do serviço; Especialistas de outros serviços ecamiharão seus pacietes com todas as iformações de elegibilidade ecessárias; Redução de ifluêcias exteras a escolha do paciete (familiares e outros); Padroização dos critérios utilizados pelos especialistas o STMO; Redução dos custos dos tratametos prévios ao trasplate. Os especialistas do STMO afirmam que a idetificação do mometo certo do trasplate reduz os custos de tratametos suportivos 8 pré-trasplate; Redução dos custos do tratameto pós-trasplate. Segudo os especialistas, a escolha do mometo certo para iterar o paciete reduz as complicações pós-trasplate, dimiui o tempo de iteração reduzido assim, os custos do tratameto e os riscos da doeça recidivar; Melhor gereciameto das iformações relativas ao pré-trasplate; 8 Tratametos suportivos: Atibioticoterapia, hemotrasfusões.

25 6 Além da redução dos custos, segudo os especialistas, a escolha do mometo certo para o trasplate melhora a qualidade de vida do paciete pré e pós-trasplate. Quato ates o paciete fizer trasplate, meos tempo ele esperará a fila e terá meos complicações pós-trasplate. 1.4 Orgaização do Trabalho O Capítulo 2 apreseta uma revisão sobre os sistemas especialistas e em particular a represetação do cohecimeto o formato de regras de produção e redes bayesiaas. No Capítulo 3, é apresetado o Domíio da Aplicação com os pricipais coceitos sobre TMO e o procedimeto da seleção dos pacietes com idicação de trasplate. No Capítulo 4, é apresetado a Proposta do Sistema, as metodologias e as técicas utilizadas o desevolvimeto. A Avaliação e Resultados do sistema foram descritos o Capítulo 5 e as Discussões do trabalho o Capítulo 6. Fialmete, o Capítulo 7 apreseta as Coclusões e sugestões para trabalhos futuros.

26 Capítulo 2 Fudametação Teórica Iicialmete serão defiidos os coceitos elegibilidade e prioridade mecioadas este trabalho (Seção 2.1). Na Seção 2.2 serão descritos critérios de elegibilidade cosiderados em um protocolo terapêutico. Na Seção 2.3 será apresetado uma revisão sobre sistemas especialistas. A aquisição do cohecimeto e a represetação do cohecimeto serão abordados as Seções 2.4 e 2.5 respectivamete. Na Seção 2.6 é abordado também aplicações e problemas ecotrados a elaboração e utilização dos sistemas especialistas a área médica, o tratameto da icerteza e imprecisão. 2.1 Elegibilidade e Prioridade Para melhor etedimeto do Objetivo Geral deste trabalho é importate o etedimeto das palavras elegibilidade e prioridade já mecioadas [FERREIRA, 1999]. Elegibilidade: capacidade de ser eleito. Vem da palavra eleger: preferir etre dois ou mais, escolher; Prioridade: qualidade do que está em primeiro lugar, qualidade de uma coisa que é posta em primeiro lugar, em uma série ou ordem. Vem da palavra priorizar: dar prioridade. Eleger um paciete para trasplate é uma tarefa difícil, pois o tratameto pode ser idicado para diversos diagósticos e os critérios de elegibilidade são muito complexos [TU et al., 1993]. Por exemplo, algus diagósticos apresetam critérios de elegibilidade diferetes dos outros. Outro exemplo é a idade, depededo do diagóstico, quato mais jovem é o paciete melhor as chaces de sucesso o trasplate e em outros casos ão.

27 8 Um dos maiores problemas quato a elegibilidade de pacietes é que o úmero de cadidatos adicioados a fila de espera excede o úmero de trasplates realizados e muitos pacietes pioram e requerem hospitalização e trasplate urgete. Steveso idica que uma solução para impedir crise a fila de espera é reduzir o úmero de cadidatos através de critérios como idade e outros [STEVESON et al., 1994]. 2.2 Protocolos Terapêuticos para Elegibilidade Os detalhes da estrutura do estudo, critérios de etrada, toxicidade e procedimetos de moitoração são agrupados sob a forma de um protocolo terapêutico [TU et al., 1993]. O protocolo terapêutico apreseta critérios de iclusão e exclusão para os quais os pacietes são cosiderados eleitos ou ão eleitos [OHNO-MACHADO et al., 1994]. Estes recrutametos são baseados: Nas iformações da aamese 9 que apreseta as características demográficas do paciete, o diagóstico aterior e atual, os sitomas subjetivos, exames físicos, as medicações ateriores ou atuais; Nas iformações sobre alergia a drogas e pela iterpretação dos resultados de testes [TU et al., 1993]. O estado do paciete relativo a um critério pode ser determiado através de iformações que podem estar dispoíveis em um BD [TU et al., 1993]. Se ão tem uma iformação específica para um critério particular, etão pode-se estimar a elegibilidade através de outras iformações que iflueciam a creça que o paciete satisfaz determiada codição [OHNO-MACHADO et al., 1994]. Segudo Stephe [GEORGE, 1996], os critérios podem ser classificados como critério de iclusão positiva (por exemplo, idade < 61 aos etram o protocolo) e critérios de exclusão egativa (por exemplo, pacietes com sorologia HIV positivo ão etram o protocolo). Os pricipais problemas relacioados aos critérios de elegibilidade em um protocolo clíico são (Figura 2.1): 9 Aamese: Iformação acerca do pricípio e evolução de uma doeça até a primeira observação do médico [FERREIRA, 1999].

28 9 Complexidade: Critérios de elegibilidade restritivos aumetam a complexidade do protocolo, pois os médicos que registram o paciete devem ispecioar todos os critérios. Algus dos critérios podem ser difíceis de serem determiados ou podem ser defiidos ambiguamete. Quem registra os dados o protocolo deve determiar a data mais próxima possível que o critério foi ecotrado. Aida, o cotrole de qualidade e procedimetos de auditoria devem verificar se os critérios foram ecotrados de fato; Aumeto de custo: Uma coseqüêcia da complexidade é que os custos de mauteção do protocolo são aumetados. Todos os fatores que possam cotribuir para complexidade e aumeto de custos devem ser cuidadosamete miimizados em termos dos beefícios que justificam os custos. Figura 2.1: Pricipais problemas relacioados aos critérios de elegibilidade [GEORGE, 1996] Oho-Machado et al. [OHNO-MACHADO et al., 1994] descrevem como deve ser um sistema para auxiliar o especialista a tarefa de eleger pacietes para um determiado protocolo. O sistema deve operar em dois modos (Figura 2.2): Dirigido à paciete: o sistema deve determiar se um paciete é elegível, ão é elegível, ou se é potecialmete elegível para um protocolo. Este procedimeto é feito toda vez que um ovo paciete chega o cosultório e toda vez que um paciete atigo apreseta uma mudaça sigificativa as suas codições clíicas. O sistema deve também sugerir testes ou exames adequados para os pacietes; Dirigido à protocolo: o sistema deve cosultar um baco de dados de pacietes e ordear os pacietes baseados as suas codições de elegibilidade para um protocolo específico. Este procedimeto é feito habitualmete toda vez que um ovo protocolo é itroduzido a clíica. Figura 2.2 Como deve ser um sistema para eleger um paciete O sistema para eleger um paciete também pode apresetar uma mesagem para o usuário iformado a razão pela qual o paciete foi ou ão eleito para um determiado protocolo. Por exemplo, se o paciete é eleito, o sistema pode apresetar uma mesagem iformado ao usuário que todos os critérios de elegibilidade foram ecotrados. Caso cotrário o sistema poderá apresetar uma mesagem iformado qual critério ão foi satisfeito. Quado são ecessários mais dados para determiar a elegibilidade do paciete o sistema deve apresetar uma lista de ites de dados que devem ser coletados [OHNO- MACHADO et al., 1994].

29 10 Outra característica desejável para um sistema seria a de idicar a possibilidade das codições do paciete mudarem com o tempo e serem levadas em cota as seleções futuras [TU et al., 1993]. O pricipal objetivo para estudar o paradigma referete aos protocolos é assegurar que o paciete receba um tratameto efetivo e seguro, com uso eficiete dos recursos dispoíveis. As avaliações dos critérios para a seleção de um paciete que deve receber um tratameto podem ser automatizados por um sistema especialista. 2.3 Sistemas Especialistas Atualmete, os estudos sobre SE estão em costate expasão. Este campo apreseta aplicações em diversas áreas como da geologia, egeharia, iformática, medicia e outras [FIESCHI, 1987]. Um sistema especialista (SE) é um programa que represeta o mecaismo do raciocíio do especialista relativo às questões profissioais da sua área [FEIGENBAUM, 1988]. Rabuske [RABUSKE, 1995] descreve um SE como um sistema computacioal que resolve problemas de uma maeira bastate parecida com o especialista humao sobre campos restritos do cohecimeto. Esta seção será voltada para SE a área médica Sistemas Especialistas em Medicia SE médico é um sistema de computador que auxilia o processo de decisão médica, baseado em cohecimetos defiidos por um especialista humao em um determiado domíio de aplicação [KEUNG-CHI et al., 1990]. Existem iúmeros campos de aplicação dos sistemas especialistas a área médica, descritos a seguir [FIESCHI, 1987]: Apoio ao diagóstico: têm o objetivo de ajudar a ecotrar o diagóstico, baseado em siais e sitomas dos pacietes, pricipalmete em situações ode o médico atedete ão é um especialista. O sistema assume o papel de cosultor. Aplicação semelhate pode ser vista o trabalho apresetado por Toledo [TOLEDO, 2000]; Apoio à terapêutica: este tipo de aplicação o médico prescreve em fução do diagóstico, podedo também adaptar a prescrição ao caso clíico do paciete. O médico

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