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Tipo do documento: Dissertação
Título: Protocolo de classificação com inteligência artificial de pacientes com quadro de AVC agudo no contexto da emergência
Título(s) alternativo(s): Classification protocol with artificial intelligence of patients with acute stroke in the context of emergency
Autor: Reis, Luis Fernando Cunha Lopes 
Primeiro orientador: Sousa, Robson Pequeno de
Primeiro membro da banca: Sousa, Robson Pequeno de
Segundo membro da banca: Galdino, Kátia Eilizabete
Terceiro membro da banca: Medeiros, Jovany Luis Alves de
Resumo: Contexto: Dentre os agravos de saúde que acometem a população, o Acidente Vascular Cerebral (AVC) é um dos mais graves, pois trata-se de moléstia com significativa mortalidade e morbidade. O pronto reconhecimento e tratamento dessa doença são necessários para reduzir os impactos na saúde do indivíduo acometido. Para isso é necessária a realização de exames de imagem e a interpretação imediata por profissionais capacitados para este fim que nem sempre estão presentes nas unidades de saúde. Com o advento da tecnologia de Inteligência Artificial (IA) surgiram novas ferramentas de apoio computacional ao diagnóstico médico (computer aidede diagnosis – CAD) que possibilitam agilidade e melhora da performance nessa tarefa. Objetivo: o presente trabalho tem por objetivo apresentar e validar uma ferramenta de classificação de pacientes com quadro de Acidente Vascular Cerebral utilizando uma solução baseada em Inteligência Artificial denominada SDAC-AVC. Essa ferramenta consiste em dois classificadores: um baseado nos achados clínicos (semântico) e outro baseado nas características das imagens (Rede Neural Convolucional- RNC). Método: foram avaliados 100 casos de pacientes acometidos por Acidente Vascular Cerebral, sendo 67 casos do tipo isquêmico e 33 casos do tipo hemorrágico, todos submetidos a avaliação clínica e exame de Tomografia Computadorizada de Crânio. Os exames foram avaliados pelo especialista e submetidos a classificação pela ferramenta de IA quanto ao tipo de lesão presente, se AVC isquêmico ou AVC hemorrágico, sendo então avaliadas as métricas de qualidade Sensibilidade, Especificidade, Acurácia, Valor Preditivo Positivo (VPP) e Valor Preditivo Negativo (VPN). Resultados: os resultados encontrados para o classificador semântico na classificação de lesões de natureza isquêmica foram sensibilidade 0,58, especificidade 0,54, acurácia 0,57, VPP 0,12 e VPN 0,92. Para lesões de natureza hemorrágica os valores encontrados foram sensibilidade 0,54, especificidade 0,58, acurácia 0,57, VPP 0,12 e VPN 0,92. Para o classificador RNC os valores encontrados para lesões de natureza isquêmica foram sensibilidade 0,91, especificidade 0,96, acurácia 0,93, VPP 0,28 e VPN 0,99. Para lesões de natureza hemorrágica os valores encontrados foram sensibilidade 0,96, especificidade 0,91, acurácia 0,93, VPP 0,12 e VPN 0,99. Os resultados foram comparados aos de outras ferramentas já existentes e disponíveis no mercado, obtendo desempenho semelhante. Conclusão: A ferramenta de IA baseada nos achados clínicos demonstrou um desempenho pouco satisfatório na classificação dos casos de AVC, não sendo aconselhável o seu uso. Por outro lado, a ferramenta baseada em RNC para classificação dos achados dos exames de imagem nos pacientes acometidos por AVC demonstrou um desempenho bastante satisfatório, sendo sua aplicação no contexto da Emergência uma opção para auxílio diagnóstico ao médico plantonista.
Abstract: Context: Among the health problems that affect the population, cerebrovascular accident (CVA) is one of the most serious, as it is a disease with significant mortality and morbidity. Prompt recognition and treatment of this disease are necessary to reduce the impacts on the affected individual's health. This requires imaging exams and immediate interpretation by professionals trained for this purpose, who are not always present in health units. With the advent of Artificial Intelligence (AI) technology, new computational support tools for medical diagnosis (computer aidede diagnosis – CAD) emerged, enabling agility and improved performance in this task. Objective: This study aims to present and validate a tool for classification of patients with cerebrovascular accident conditions using a solution based on Artificial Intelligence called SDAC-AVC. This tool consists of two classifiers: one based on clinical findings (semantic) and another based on image characteristics (Convolutional Neural Network-RNC). Method: 100 cases of patients affected by cerebrovascular accident were evaluated, 67 cases of the ischemic type and 33 cases of the hemorrhagic type, all submitted to clinical evaluation and CT scan of the skull. The exams were evaluated by the specialist and submitted to classification by the AI tool according to the type of injury present, whether ischemic or hemorrhagic stroke, and then the quality metrics were evaluated: Sensitivity, Specificity, Accuracy, Positive Predictive Value (PPV) and Predictive Value Negative (VPN). Results: the results found for the semantic classifier in the classification of ischemic lesions were sensitivity 0.58, specificity 0.54, accuracy 0.57, PPV 0.12 and NPV 0.92. For lesions of a hemorrhagic nature, the values found were: sensitivity 0.54, specificity 0.58, accuracy 0.57, PPV 0.12 and NPV 0.92. For the RNC classifier, the values found for ischemic lesions were sensitivity 0.91, specificity 0.96, accuracy 0.93, PPV 0.28 and NPV 0.99. For hemorrhagic lesions, the values found were sensitivity 0.96, specificity 0.91, accuracy 0.93, PPV 0.12 and NPV 0.99. The results were compared to those of other tools already existing and available on the market, achieving similar performance. Conclusion: The AI tool based on clinical findings showed an unsatisfactory performance in the classification of stroke cases, and its use is not advisable. On the other hand, the NCR-based tool for classification of findings from imaging exams in patients affected by stroke showed a very satisfactory performance, and its application in the context of Emergency is an option for diagnostic aid to the on-duty physician.
Palavras-chave: Inteligência artificial
Acidente Vascular Cerebral - AVC
Tecnologia em saúde
Computer Aidede Diagnosis – CAD
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação Profissional em Ciência e Tecnologia em Saúde - PPGCTS
Citação: REIS, Luis Fernando Cunha Lopes. Protocolo de classificação com inteligência artificial de pacientes com quadro de AVC agudo no contexto da emergência. 2021. 46f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação Profissional em Ciência e Tecnologia em Saúde - PPGCTS) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4362
Data de defesa: 20-Out-2021
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