SADIH: uma ferramenta para Diagnóstico Automático de Infecção Hospitalar

Transcrição

1 SADIH: uma ferramenta para Diagnóstico Automático de Infecção Hospitalar Rodrigo D. M. M. Vieira 1, Bráulio R. G. M. Couto 1, Ana Paula Ladeira 1 1 Curso de Ciência da Computação, Departamento de Ciências Exatas e Tecnologia, Centro Universitário de Belo Horizonte -UNI-BH Av. Prof. Mário Werneck, CEP Belo Horizonte MG Brasil rdm_cool@yahoo.com.br, {bcouto,aladeira}@acad.unibh.br Resumo. Por meio de regras bem definidas é possível desenvolver um algoritmo que, a partir de um conjunto de perguntas iniciais, gere a classificação automática de uma infecção hospitalar (IH) em 13 sítios principais e 63 sítios específicos. Na primeira etapa do projeto foram extraídas as perguntas-chave que abrangem todo o conjunto de regras diagnósticas. A partir destas regras, um algoritmo foi desenvolvido para apresentar as opções de diagnóstico do paciente, o qual foi implementado numa aplicação Palm, cuja utilização está sendo testada por profissionais da área de infecção hospitalar. 1. Introdução A forma tradicional de manutenção de informação médica, o prontuário médico, parece ser ainda o "porto seguro" da maioria dos médicos, onde as informações do paciente são guardadas com difícil acesso remoto e pouca estruturação. O uso da informática pode fornecer excelente gerenciamento para as informações clínicas [Vieira 2003]. Os profissionais da área (médicos e enfermeiros) perdem tempo anotando todos os dados coletados e depois transferindo-os para o computador, visto que esses dados são normalmente escritos a mão, sem qualquer padrão. Diante dessa deficiência, os PDAs (Assistentes Pessoais Digitais, por exemplo, Palm ) podem ser considerados ferramentas de grande utilidade na área de saúde, pela agilidade conferida ao armazenamento e à transmissão de dados, com redução de erros e de perda de informação. Assim os médicos e enfermeiros poderiam ganhar tempo, visto que os dados seriam anotados uma única vez e o restante do processo seria feito de forma automática. Um PDA é um pequeno computador de mão que possui recursos que qualquer computador de mesa possui, não ficando restrito a anotar telefones, utilizar a calculadora ou escrever um texto. Ele executa qualquer programa que esteja nele instalado, armazenando os dados que posteriormente podem ser transferidos para o computador de mesa [Borges 2002]. Observa-se que o melhor método para coleta de dados é a busca ativa, realizada pelo profissional de saúde, com o propósito de identificar uma possível infecção [Haley et al. 1992; Hospital Infection Program 1994].

2 Apesar das definições de infecção hospitalar (IH) já serem bem conhecidas, na prática, defini-la não é uma tarefa trivial. Em um estudo realizado com 57 profissionais que trabalham com controle de infecções hospitalares, envolvendo médicos e enfermeiros de 20 instituições de 9 estados brasileiros, a média de acerto no diagnóstico da IH foi de 73% [Starling et al. 2000]. De acordo com o Ministério da Saúde do Brasil, infecção hospitalar é toda infecção adquirida após a admissão do paciente no hospital e que se manifeste durante a internação, ou mesmo após a alta, quando puder ser relacionada com a hospitalização [Garner et al. 1988; Horan et al. 1992; Starling et al. 1993]. Geralmente uma infecção hospitalar é provocada pela própria flora bacteriana do paciente, que se desequilibra com os mecanismos de defesa antiinfecciosa em decorrência da doença, dos procedimentos invasivos (soros, catéteres, cirurgias,...) e do contato com a flora hospitalar [Haley et al. 1992]. Diante disso, é fundamental um sistema de vigilância abrangendo não somente os setores de risco, mas sim o hospital inteiro. Alguns hospitais brasileiros utilizam uma metodologia específica para controle de infecções hospitalares: o sistema NNIS - National Nosocomial Infection Surveillance System, desenvolvido na década de 70 pelo Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) [Hospital Infection Program, 1994; Starling et al. 1997]. Esta metodologia preconiza, para o diagnóstico de uma infecção hospitalar, os conceitos do CDC de 1988 e 1992 [Garner et al. 1988; Horan et al. 1992]. O paciente entra no sistema de vigilância no momento da admissão e é avaliado, continuamente, durante a permanência hospitalar até o momento da alta ou óbito. Segundo Starling (1993) nenhuma taxa de infecção hospitalar pode ser avaliada fora do seu contexto de origem, onde são consideradas uma série de variáveis como: idade, doença de base que motivou a internação, fatores de risco (como uso de medicamentos imunosupressores), e outros. Durante a realização de uma busca ativa, um membro da equipe de controle de infecções hospitalares, geralmente o enfermeiro treinado para a coleta das informações, visita periodicamente as unidades de internação, com o objetivo de detectar casos de infecção hospitalar. A cada visita, o controle pode ser complementado com a análise do prontuário e com os resultados de exames laboratoriais, de outros testes diagnósticos e laudos de exames radiológicos, tomográficos, endoscópicos, de anatomia patológica, dentre outros. A periodicidade dessas visitas às unidades de internação será determinada pelo tipo de vigilância utilizada, pelo número de leitos avaliados, pela rotatividade dos pacientes na unidade, pelo pessoal envolvido na busca ativa e pela existência de unidades de maior risco. Nas unidades de risco, tais como: centros de terapia intensiva, unidades de queimados, unidades de transplantes, etc; a visita diária é fundamental. Nas demais unidades, a busca ativa realizada 2 a 3 vezes por semana, geralmente, é suficiente para se identificar a maioria das infecções [Haley et el. 1992]. A identificação das infecções hospitalares, realizada com base em critérios diagnósticos previamente definidos, é registrada em formulários próprios juntamente com os dados do paciente necessários à caracterização do evento. Na prática, os

3 profissionais envolvidos nesse processo coletam as informações no leito do paciente usando formulário de papel, e num segundo momento fornecem tais informações a um sistema de computador. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo principal desenvolver um aplicativo em PDAs (Assistentes Pessoais Digitais), que permita a coleta e a análise dos dados diretamente no leito do paciente, eliminando o re-trabalho na busca ativa e padronizando todo o processo de coleta. Além disso, o PDA também poderá auxiliar estes profissionais a diagnosticarem seus pacientes apresentando um pré diagnóstico. 2. Metodologia Nas fases iniciais do presente trabalho, diversas ferramentas de desenvolvimento para PDAs foram analisadas com o intuito de identificar a mais indicada. Além disso, procurou-se definir os critérios utilizados durante o processo de identificação de infecções hospitalares, para que fosse possível propor um algoritmo de classificação das mesmas. Tendo definido tal processo, um aplicativo foi desenvolvido para PDA com o intuito de armazenar as informações coletadas no processo de detecção de infecção hospitalar. Tal aplicativo permite que estes dados sejam, posteriormente, descarregados em um computador, aumentando a agilidade na coleta, armazenamento e processamento dos dados Ferramentas de Desenvolvimento Avaliadas Durante essa etapa do trabalho, avaliou-se a possibilidade de desenvolver o aplicativo utilizando a linguagem de programação C. No entanto, optou-se por utilizar uma ferramenta de desenvolvimento específica, devido às suas interfaces amigáveis e à possibilidade de lidar de maneira mais eficiente com as limitações de memória, inerentes às aplicações em PDA. Essa limitação de memória também leva o PDA a ser utilizado em conjunto com um computador pessoal desktop (PC), permitindo que aplicações mais robustas, com por exemplo utilização de banco de dados, possam ser transferidas para o PC, liberando memória do PDA. Além disso, os programas podem ser testados inicialmente no próprio PC, utilizando um emulador específico que simula, por exemplo, um Palm. A seleção das ferramentas de desenvolvimento candidatas foi feita através de um survey de páginas da Internet, realizado em abril de 2003, usando o site de busca Google [Google 2003], e tendo como palavras chave desenvolvimento e pda. Além da busca na internet, foi feita a utilização dos livros Palm OS e WindowsCE Desenvolvimento de Aplicações [ALVES 2002] e Programando para Palm OS com VB e AppForge [BORGES 2002]. Durante a pesquisa por ferramentas para desenvolvimento de aplicativos para PDA, foram encontrados 17 produtos, que estão resumidos na Figura 2.1. A descrição detalhada de todas as ferramentas encontradas pode ser obtida em [Vieira 2003].

4 A ferramenta escolhida para o desenvolvimento do aplicativo de padronização da coleta de dados e auxílio ao diagnóstico do paciente foi o AppForge 1 devido ao fato deste software possuir uma fácil interface de programação, já que utiliza um ambiente de programação já conhecido, o Microsoft Visual Basic. Figura 2.1. Ferramentas de desenvolvimento de aplicativos PDA. Outra característica do AppForge, que foi importante para a escolha, é a fácil interação dos programas desenvolvidos com um banco de dados. Este banco de dados pode ser feito no Microsoft Access e depois importado para o AppForge em forma de tabelas com um formato padrão do PDA. Uma das melhores características do AppForge é o fato de que os aplicativos desenvolvidos podem ser instalados em qualquer sistema operacional de qualquer PDA. É necessário apenas salvar o aplicativo para sistema operacional desejado Critérios para classificação das infecções Os critérios do CDC para classificação das infecções envolvem um conjunto de regras específicas que definem uma IH e fazem a sua classificação em 13 sítios principais e 63 sítios específicos [Hospital Infection Program 1994], como pode ser visto na Figura 2.2. Com base nessas regras foi possível desenvolver um algoritmo que, a partir de um conjunto de perguntas iniciais, gera a classificação automática da IH. Assim, durante a realização deste trabalho, foram extraídas as perguntas-chave, que abrangem todo o conjunto de regras do CDC. A Figura 2.3 ilustra um exemplo de uma regra do CDC utilizada no presente trabalho para classificação de uma infecção em comunitária ou hospitalar. Essa é a primeira etapa do processo de classificação das infecções. Somente as infecções consideradas hospitalares são classificadas em um dos sítios principais e específicos. Enquanto que as infecções comunitárias não são incluídas na análise dos dados por não serem nosocomiais. 1 A versão utilizada do AppForge foi uma versão de avaliação de 30 (trinta) dias da versão 4.0.

5 # Sitio Sitio Descrição do sítio principal Principal específico Descrição do sítio específico 1 BJ Infeccao ossea ou articular BONE Osteomielite 2 DISC Espaco discal 3 JNT Juntas ou bursas 4 BSI Infeccao da corrente sanguinea CSEP Sepse clinica 5 LCBI Confirmada por laboratorio 6 CNS Infeccao sistema nervoso central IC Intra-craniano 7 CVS Infeccao do sistema cardiovascular CARD Miocardite ou pericardite 8 ENDO Endocardite 9 MED Mediastinite 10 VASC Infeccao arterial ou venosa 11 EENT Infec. Olhos/ouvidos/nariz/garganta/boca CONJ Conjuntivite 12 EAR Ouvido, mastoide 13 EYE Ocular (exceto conjuntivite) 14 ORAL Infeccoes da cavidade oral 15 SINU Sinusite 16 UR Trato respiratorio alto 17 GI Infeccao gastro intestinal GE Gastroenterite 18 GIT Trato gastro-intestinal 19 HEP Hepatite 20 IAB Intra-abdominal 21 NEC Enterocolite necrotizante 22 LRI Infec. Respiratoria inferior (exc pneu) BRON Bronquite,traqueobronquite,traqueite 23 LUNG Outras inf.trato respiratorio baixo 24 PNEU Pneumonia PNEU Pneumonia 25 REPR Infeccao do sistema reprodutor EMET Endometrite 26 EPIS Episiotomia 27 OREP Outras inf.trato reprodutor 28 VCUF Cuff vaginal Figura 2.2. Sítios principais e específicos de infecções hospitalares.

6 Figura 2.3. Exemplo de uma das regras do CDC para diagnóstico de infecção hospitalar. As perguntas-chave (com respostas do tipo verdadeiro ou falso) foram agrupadas em 7 categorias que totalizaram 142 perguntas principais, como pode ser observado na Figura 2.4. Figura 2.4. Categorias de perguntas-chave Vale ressaltar que essas perguntas foram identificadas durante a fase inicial do projeto, e fazem parte da base de regras do aplicativo desenvolvido. No entanto, dependendo das observações feitas e/ou das respostas dadas pelo profissional da saúde, o número de perguntas necessárias para a classificação da IH fica reduzido. A Figura 2.5 mostra, por exemplo, o elenco de perguntas que será feito caso exista a possibilidade de uma infecção do trato respiratório baixo. Infecções do trato respiratório baixo (exceto pneumonia) (LRI/BRON):! Paciente com até 1 ano de idade?! Febre (temperatura axilar maior que 38 ºC)?! Tosse?! Apnéia?! Bradicardia?! Roncos?! Sibilos?! Angústia respiratória?! Diagnóstico de título elevado de anticorpo singular (IgM) no soro examidado para o patógeno?! Aumento significativo de título de IgG correspondente a 4 ou mais diluições no soro examidado para o patógeno? Diagnóstico de infecção pelo médico assistente?! Diagnóstico de bronquite crônica? Figura 2.5. Listagem das perguntas apresentadas diante da hipótese de uma infecção do trato respiratório baixo (exceto pneumonia).

7 As perguntas descritas na figura 2.5 foram extraídas dos conceitos originais de infecção hospitalar [Garner et al. 1988], em que a infecção do trato respiratório baixo LRI/BRON é descrita como aquela em que pelo menos um dos critérios abaixo é satisfeito e quando não há diagnóstico, pelo médico assistente, de bronquite crônica: Critério 1 = o paciente não tem diagnóstico clínico ou radiográfico de pneumonia e o paciente tem pelo menos dois dos seguintes sinais e sintomas, sem outra causa reconhecida: febre (> 38ºC), tosse, roncos, sibilos. Além disto, deve-se observar um dos seguintes: diagnóstico de título elevado de anticorpo singular (IgM) no soro examidado para o patógeno ou aumento significativo de título de IgG correspondente a 4 ou mais diluições no soro examidado para o patógeno. Critério 2 = o paciente é uma criança com até 1 ano de idade que não tem diagnóstico clínico ou radiográfico de pneumonia, possuindo pelo menos dois dos seguintes sinais e sintomas, sem outra causa reconhecida: febre (> 38ºC), tosse, roncos, sibilos, bradicardia, apnéia, angústia respiratória. Além disto, deve-se observar um dos seguintes: diagnóstico de título elevado de anticorpo singular (IgM) no soro examidado para o patógeno ou aumento significativo de título de IgG correspondente a 4 ou mais diluições no soro examidado para o patógeno. O diagnóstico da infecção é feito combinando as respostas das perguntas da figura 2.5 com as regras acima. 3. Resultados O aplicativo desenvolvido foi modelado tendo como base as categorias definidas para as perguntas (regras do CDC), de tal forma que uma vez respondidas, o sistema gere a classificação automática da IH. Dentre as principais funcionalidades do aplicativo desenvolvido estão a opção do profissional da saúde, durante a realização da busca ativa, responder um conjunto de pergunta, para que o sistema gere automaticamente os sítios principal e específico daquela infecção. A listagem completa de todas as perguntas modeladas no presente trabalho pode ser obtida em [Vieira 2003]. Vale ressaltar que, durante a modelagem do sistema alguns requisitos de usabilidade foram considerados, permitindo que a utilização do mesmo não se tornasse uma tarefa árdua e tediosa. É fundamental que o uso dessa ferramenta facilite e agilize o processo de coleta e análise dos dados no leito do paciente. O aplicativo conta hoje com duas versões: uma em português [Vieira 2003] e outra em inglês [Couto et al. 2004]. 4. Conclusão Este trabalho teve como objetivo introduzir o uso de um PDA no cotidiano de um profissional da saúde, especialista em controle de infecções hospitalares. Não para substituir o profissional, mas para auxiliá-lo a tomar decisões e organizar as informações para que elas possam ser acessadas novamente de forma mais eficiente. A centralização das informações, assim como a padronização dos dados das coletas, ajudam na organização das informações cruciais da saúde dos pacientes. Podendo ter uma busca mais eficiente, em uma base de dados centralizada.

8 A importância do uso do PDA para este fim específico é que o médico ou enfermeiro pode levá-lo consigo para todos os lugares e pode ter acesso as informações de seus pacientes, a qualquer hora. Não somente no hospital. Os objetivos propostos foram alcançados, visto que o algoritmo para diagnóstico automático de infecção hospitalar foi desenvolvido e a aplicação Palm implementada. Como trabalhos futuros, pretende-se validar o algoritmo, aplicando-o no mesmo conjunto de pacientes utilizados por Starling et al. (2000) na avaliação dos profissionais brasileiros contendo a história clínica de 36 pacientes hospitalizados (6 casos sem qualquer tipo de infecção, 6 casos com infecção comunitária, 6 IHs da corrente sangüínea, 6 IHs do trato respiratório, 6 IHs de sítio cirúrgico e 6 IHs do trato urinário). 5. Referências Alves, W. P. (2002) Palm OS e WindowsCE Desenvolvimento de Aplicações. Editora Érica, 256 pág. Borges, J. (2002) Programando para PalmOS com VB e AppForge. Editora Ciência Moderna, 120 pág. Couto, B.R.G.M., Vieira, R.D.M.M., Almeida, F.F., Starling, C.E.F. (2004) An Algorithm and a PDA Application for Automated Diagnosis of Nosocomial Infection According to the CDC Definitions, The Society for Healthcare Epidemiology of America, Filadélfia, USA. Garner, J. S. et al. (1988 ) CDC definitions for nosocomial infectios, Am J Infect Control;16: Google (2003) Máquina de busca na Internet, acesso em março. Haley, R.W. et al. (1992) Surveillance of nosocomial infections. In: Bennet J.V and Brachman P.S.(ed). Hospital Infections 3ª ed. Boston. Little Brown and Company, Horan, T.C., Gaynes, R.P., Martone, W.J., Jarvis, W.R., Emori, T.G. (1992) CDC definitions of nosocomial surgical wound infectios, a modification of CDC definitions of surgical wound infectios. Infect Control Hosp Epidemiol, 13: Hospital Infection Program (1994), Center For Infectious Diseases, Centers For Disease Control And Prevention (CDC). Public Helth Service. U.S. Department Of Health And Human Services. NNIS - National Nosocomial Infections Surveillance System - NNIS Manual. Atlanta, Ga. Starling, C.E.F., Couto, B.R.G.M., Pinheiro, S.M.C. (1997) Applying the Centers for Disease Control and Prevention and National Nosocomial Surveillance system methods in Brazilian Hospitals. American Journal of Infection Control: 25(4): Starling, C.E.F., Couto, B.R.G.M. et al. (2000) Multicenter study of the definitions of nosocomial infections. 4ª conferência decenal sobre infecções hospitalares, Atlanta, Estados Unidos. Starling, C.E.F., Pinheiro, S.M.C, Couto, B.R.G.M. (1993) Vigilância Epidemiológica das Infecções Hospitalares na prática diária (ensaios), Edições Cuatiara, 488 pág.

9 Vieira, R.D.M.M. and Couto, B.R.G.M. (2003) Sistema para Diagnóstico de Infecção Hospitalar DiagIH, Trabalho de Conclusão de curso em Ciência da Computação, Centro Universitário de Belo Horizonte UNI-BH, Belo Horizonte, MG, Brasil.