Ferramenta para análise de big data auxilia tomada de decisão na área médica

Professora do ICMC coordena projeto que reúne cientistas da computação, médicos, matemáticos e outros pesquisadores

Rangaraj Rangayyan (à esquerda), Agma Traina e Marco Gutierrez: três dos 25 pesquisadores que fazem parte do projeto temático Mineração, indexação e visualização de Big Data no contexto de sistemas de apoio à decisão clínica (MIVisBD)
(crédito da imagem: Denise Casatti)

Sistemas computacionais sofisticados, capazes de armazenar, indexar, analisar e dar sentido a grandes conjuntos de dados não processáveis por softwares tradicionais, poderão se tornar ferramentas essenciais para apoiar a tomada de decisão na área médica.

Pesquisas direcionadas a esse objetivo têm sido conduzidas pelo Grupo de Bases de Dados e de Imagens (GBdI) do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da Universidade de São Paulo (ICMC-USP) em São Carlos. O tema foi abordado pela professora Agma Traina, em palestra apresentada na FAPESP Week France.

“Um dos maiores desafios no campo da Ciência da Computação é integrar, organizar e aproveitar grandes volumes de dados multimodais de plataformas diversificadas para impulsionar processos de tomada de decisão. Ou seja, tornar possível usar dados de fontes variadas, como exames, monitoramento e tratamento de pacientes, para coletar informações de casos semelhantes e construir uma melhor compreensão sobre um determinado caso”, disse Traina.

As pesquisas feitas no laboratório do GBdI lidam com grandes quantidades de dados complexos, oriundos de hospitais públicos do Estado de São Paulo. O grupo trabalha principalmente com imagens e vídeos capazes de fornecer aos médicos informações sobre casos similares tratados no passado.

“Quando um especialista analisa, por exemplo, a radiografia do tórax de um paciente, ele pode até se lembrar de ter visto um resultado semelhante no passado, mas dificilmente saberá quando ou onde foi e com qual paciente. Mas, se puder buscar instantaneamente em uma base de dados por casos similares, exames, resultados e tratamentos indicados no passado, poderá tomar decisões com menos esforço e mais confiança”, disse Traina à Agência FAPESP.

Parte da pesquisa tem apoio da FAPESP por meio de um Projeto Temático coordenado por Traina. Ela conta que o projeto envolve organização de bases de dados, métodos de acessos métricos (empregados para acelerar a avaliação de consultas semelhantes), processamento e visualização de imagens que permitem oferecer a médicos especialistas ferramentas, algoritmos e métodos para reunir e acessar informações muito valiosas de casos antigos e atuais.

“Precisamos para isso reunir profissionais em aprendizado de máquina, base de dados, linhagem de dados [sobre a origem dos dados], visualização e processamento de imagens. Em nosso grupo, temos cientistas da computação, médicos, matemáticos e outros pesquisadores que trabalham integrados, de modo a resolver os problemas propostos”, disse a pesquisadora, que também é membro da Coordenação de Área de Ciência e Engenharia da Computação da FAPESP.

Traina destaca que o tamanho e a complexidade das bases de dados de registros eletrônicos de pacientes oferecem grandes desafios de processamento, tanto em termos de desenvolvimento e de aplicação de técnicas de análise e de extração de conhecimento, como no apoio ao desenvolvimento de ferramentas práticas para uso clínico.

“No entanto, também incorporam uma infinidade de oportunidades para criar algoritmos e métodos capazes de exibir informações relevantes relacionadas com um paciente particular ou grupos de pacientes, que estariam usualmente ocultas pelo grande volume de dados”, disse.

“Além disso, a manipulação eficiente desses dados ajuda a tornar os registros eletrônicos de pacientes em uma plataforma mais úteis para apoiar os profissionais de saúde, lidando com aplicações médicas de rápida demanda, bem como decisões governamentais estratégicas em saúde”, disse.

O simpósio FAPESP Week France foi realizado entre os dias 21 e 27 de novembro, graças a uma parceria entre a FAPESP e as universidades de Lyon e de Paris, ambas da França. Leia outras notícias sobre o evento em www.fapesp.br/week2019/france.

Texto: Heitor Shimizu, de Lyon – Agência FAPESP

Acesse aqui a reportagem original da Agência FAPESP. A Agência FAPESP licencia notícias via Creative Commons (CC-BY-NC-ND) para que possam ser republicadas gratuitamente e de forma simples por outros veículos digitais ou impressos. A Agência FAPESP deve ser creditada como a fonte do conteúdo que está sendo republicado e o nome do repórter deve ser atribuído.

Leia mais: 

• Reunir dados de 1,6 milhão de pacientes de hospitais públicos paulistas desafia pesquisadores
• Desafios e oportunidades permeiam o diálogo entre medicina e computação

Mais informações
Assessoria de Comunicação do ICMC: (16) 3373.9666
E-mail: comunica@icmc.usp.br

Computação e medicina: artigos do ICMC são premiados em conferência internacional

Grupo de Bases de Dados e Imagens do ICMC tem dois trabalhos reconhecidos em conferência realizada na Espanha

Agma Traina (à direita) coordena o Grupo de Base de dados e Imagens do ICMC (foto: arquivo pessoal)

Dois trabalhos vinculados ao Grupo de Base de dados e Imagens (GBDI) do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da USP, em São Carlos, foram premiados na categoria Best Paper durante a 32ª edição do IEEE International Symposium on Computer-Based Medical Systems (CBMS 2019). O simpósio, que aconteceu em junho em Córdoba, na Espanha, é uma das principais conferências mundiais na área de computação aplicada à medicina. 

Promovido pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), o evento premiou em sua trilha principal dois artigos sobre soluções baseadas em computador para suporte a decisões clínicas, que têm entre os autores docentes, alunos e ex-alunos do ICMC. Um deles, voltado ao estudo de diagnósticos de ressonância magnética por imagem, é intitulado BGrowth: an efficient approach for the segmentation of vertebral compression fractures in magnet resonance imaging", de autoria de Jonathan Ramos, Mirela Cazzolato, Bruno Faiçal, Marcello Nogueira-Barbosa e Agma Traina. 

O outro, com o título A two-phase learning approach for the segmentation of dermatological wounds, otimiza a intervenção curativa em feridas dermatológicas e tem como autores Wellington Silva, Daniel Jasbick, Rodrigo Erthal, Paulo Azevedo-Marques, Agma Traina, Lucio Santos, Ana Santos, Daniel de Oliveira e Marcos Bedo.

Os trabalhos premiados foram selecionados em um universo de 88 artigos apresentados, vindo de instituições de 37 países. "Estamos muito felizes pelo GBDI com o reconhecimento da pesquisa realizada dentro do contexto do Projeto Temático FAPESP-MiVisBD", afirma a professora Agma Traina, uma das autoras e líder do grupo de pesquisa do ICMC.

Um grande projeto – Os trabalhos fazem parte de uma iniciativa ainda maior: o projeto temático Mining, Indexing and Visualizing Big Data in Clinical Decision Support Systems (MIVisBD), apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). 

Iniciada em setembro de 2017, a pesquisa apresenta resultados publicados em diferentes revistas científicas como as revistas ScienceDirect e SpringerNature. Estes estudos são referentes a processamento de imagens em banco de dados para reconhecimento de padrão de determinadas doenças. Além disso, o projeto já rendeu premiações no Simpósio Brasileiro de Bancos de Dados, o maior evento da América Latina do campo de bancos de dados.

No âmbito da USP, a pesquisa é realizada pelo ICMC em parceria com o Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina, com a Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto e com a Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto. Também participam a Universidade Federal de São Carlos, a Universidade Federal do ABC e outras oito instituições internacionais.

Texto: Marília Calábria - Assessoria de Comunicação do ICMC/USP

Mais informações

Assessoria de Comunicação do ICMC/USP

Tel. (16) 3373-9666 / comunica@icmc.usp.br

Reunir dados de 1,6 milhão de pacientes de hospitais públicos paulistas desafia pesquisadores

Projeto reúne 25 cientistas brasileiros e estrangeiros das áreas de medicina e computação, que estão analisando informações de 24 hospitais

Rangaraj Rangayyan (à esquerda), Agma Traina e Marco Gutierrez, três dos 25 pesquisadores do projeto Foto: Denise Casatti

Criar uma ferramenta capaz de melhorar a precisão dos diagnósticos médicos. Esse é o principal objetivo de um projeto realizado por 25 pesquisadores brasileiros e estrangeiros que pretende, por meio de técnicas de big data e análise de informações, desenvolver um banco de dados que seja capaz de auxiliar nos diagnósticos médicos.

Conhecida como medicina de precisão, essa área de pesquisa tem a finalidade de aumentar as chances de sucesso no tratamento de doenças. Para entender melhor como o projeto funciona, é preciso, primeiramente, entender quais informações esse banco de dados irá receber. Por isso, Agma Traina, coordenadora da pesquisa e professora do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, explica: “Existem os dados básicos do paciente, como informações de identificação, exames solicitados, hipóteses diagnósticas e tratamentos efetuados. Também há os mais complexos, que são os exames de imagem como tomografias computadorizadas, ressonância magnética e ultrassom.”

Segundo a professora, a ideia é criar uma ferramenta que integre todos esses dados a fim de gerar um conjunto de padrões para ajudar a identificar uma determinada doença. Assim, essas informações poderão apoiar a tomada de decisão pelo especialista médico no momento em que precisará, por exemplo, escolher qual tratamento é mais eficaz.

A professora exemplifica, ainda, como será esse processo de “casamento” de dados na prática: “Imagine que um radiologista acaba de receber um exame de raio X para avaliar. Nessa imagem, ele percebe que a anomalia aparente já foi vista anteriormente em outros exames, mas ele não se lembra qual a causa nem o tratamento dessa anomalia. Então, coloca a imagem da radiografia nesse banco de dados e o sistema faz uma busca pelas informações básicas, mostrando quais pacientes apresentaram a mesma doença. A seguir, mostra as imagens dos exames desses outros pacientes a fim de encontrar padrões que possam ser úteis no diagnóstico, que será realizado pelo especialista médico”.

Nesse processo de construção de diagnóstico, o banco de dados não será determinante para a tomada de decisão, mas servirá para o médico comparar as informações do sistema com as que ele tem em mãos. Isso faz com que esse profissional trabalhe com mais confiança, trazendo benefícios também para o paciente, já que o diagnóstico passa a ser mais preciso e rápido.

Desafios - O projeto ainda é recente, começou a ser desenvolvido no final do ano passado e, por isso, os pesquisadores ainda não definiram quais são as doenças que o banco de dados vai abranger. Por enquanto, estão sendo utilizados os dados de algumas doenças importantes existentes nos sistemas de informação dos hospitais participantes, mas já existem algumas pesquisas sendo desenvolvidas relacionadas a doenças pulmonares, como câncer, doenças reumatológicas do sistema músculo-esquelético e doenças cardiológicas.

Agma ainda explica que esse projeto pretende revolucionar o conceito de junta médica, que são constituídas por especialistas de várias áreas para discutir um determinado problema com base no conhecimento e experiência de cada profissional. A ideia do banco de dados é organizar esses conhecimentos numa base computacional que seja usada como suporte para a tomada das decisões médicas.

A equipe de pesquisadores utiliza informações de 1,6 milhão de pacientes cadastrados em 24 hospitais públicos do Estado de São Paulo. Diante desse grande volume, a professora Agma esclarece que um dos principais desafios do projeto é unificar os dados, já que são provenientes de diversos lugares e têm formatos diferentes.

“É difícil, por exemplo, transformar as cores, a textura e a forma das imagens dos exames em algoritmos. Por isso, nosso maior desafio é unir e identificar, nesse sistema, todos esses fatores que influenciam no diagnóstico”, explica o professor Paulo Azevedo Marques, da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP), da USP, que é um dos pesquisadores principais do projeto. Ele complementa explicando que, para fazer o computador compreender o que aparece nas imagens, é preciso ensiná-lo a identificar cada um desses fatores até que se torne capaz de, automaticamente, reconhecer as características que determinam a presença de uma anomalia, tal como os médicos aprendem a fazer na prática.

Paulo diz também que existe a dificuldade em sintetizar as informações: “A grande massa de dados é um obstáculo para que o sistema possa fazer uma seleção de critérios. Ou seja, precisamos de uma técnica que consiga ponderar qual critério é mais importante para um determinado caso e, ao mesmo tempo, capturar para o médico apenas as informações mais relevantes, que poderão ser úteis e aplicáveis naquela situação”. Além de facilitar o diagnóstico médico, também será possível que o tempo de consulta seja reduzido e a ideia é que esse sistema possa apresentar todos os resultados relevantes em questões de segundos.

Principais etapas para criar um banco de dados de pesquisa a partir dos bancos de dados clínicos dos hospitais públicos

Para Paulo, aproximar a medicina e a computação é fundamental para que existam tecnologias sofisticadas que possam auxiliar na rotina dos profissionais da saúde, sobretudo os que trabalham com medicina de precisão: “Os profissionais da computação conhecem nada ou muito pouco sobre as necessidades do âmbito médico porque eles se formam, geralmente em centros de ciências exatas e ficam muito afastados do ambiente de atenção à saúde. Nesse sentido, a proposta do projeto é aproximar essas diferentes áreas de conhecimento, propiciando um ambiente otimizado para o desenvolvimento de tecnologias adequadas às demandas médicas”.

De acordo com Agma, é possível que já exista um protótipo do sistema daqui a dois anos e ela também explica como deve ser a implementação nos hospitais: “A instalação deve ser feita de forma gradual. Trabalho há 20 anos nessa área e percebo que as pessoas sentem receio de utilizar novas tecnologias. Sinto na pele como ainda é difícil conscientizar as pessoas para essas mudanças”.

Um grande projeto - A iniciativa dos 25 pesquisadores é apoiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e constitui o projeto temático Mining, Indexing and Visualizing Big Data in Clinical Decision Support Systems - (MIVisBD). Apesar de recente (a pesquisa teve início em setembro de 2017) já existem alguns resultados que foram publicados em diferentes revistas científicas. Um deles está disponível na revista ScienceDirect e outro na SpringerNature. Ambos os estudos são referentes a processamento de imagens em banco de dados a fim de reconhecer padrões de determinadas doenças. Além disso, o projeto já recebeu três premiações do Simpósio Brasileiro de Bancos de Dados (SBBD), o maior evento da América Latina de apresentação e discussão de resultados de pesquisas relacionadas ao campo de bancos de dados.

A pesquisa é realizada pelo ICMC, pelo Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina (FMUSP) da USP e pela Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP), além da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) e da Universidade Federal do ABC e ainda conta a parceria de oito instituições internacionais.

Texto: Talissa Fávero - Assessoria de Comunicação do ICMC/USP

Mais informações:

Assessoria de Comunicação do ICMC-USP

Tel. (16) 3373-9666 / comunica@icmc.usp.br

Pesquisa sobre monitoramento postural realiza experimento nesta sexta-feira

Participantes do experimento utilizarão um suporte torácico para smartphone

Monitorar a postura de pacientes afetados por acidentes vasculares cerebrais e alertá-los quando eles não estiverem na posição correta: esse é um dos objetivos de um aplicativo para smartphones que está sendo desenvolvido por uma equipe de pesquisadores da USP, e cuja validação será realizada pelo projeto de pesquisa denominado Validação de aplicativo de identificação e correção postural.

Desenvolvida com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), essa pesquisa foi premiada como a segunda melhor apresentação oral durante o XXV Congresso Brasileiro de Medicina Física e Reabilitação, realizado em São José do Rio Preto, em agosto do último ano.

Na próxima sexta-feira, 10 de fevereiro, todos os interessados são convidados a participar do trabalho premiado: será realizado um experimento em que cada voluntário usará um suporte torácico para smartphone como o da figura da imagem, devendo permanecer sentado, realizando atividades cotidianas, e responderá a dois questionários ao final da utilização. Durante o dia haverá três oportunidades para participar: às 14 horas, às 15h30 e às 17 horas, e a duração será de aproximadamente duas horas. As atividades ocorrerão na biblioteca Achille Bassi, no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, na sala de treinamento, que se localiza no terceiro piso.

Para participar, basta preencher o formulário disponível neste link – no qual também podem ser encontradas outras informações e orientações – e enviá-lo para o endereço amandapolin@gmail.com. A pesquisa é desenvolvida pela mestranda Amanda Peracini, no âmbito do Programa de Pós-Graduação Interunidades em Bioengenharia, que é oferecido em conjunto pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), pela Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP) e pelo Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Também participam dos trabalhos o doutorando do ICMC, Olibário Machado Neto; a professora Maria da Graça Pimentel, do ICMC, que o orienta; e a professora Valeria Elui, da FMRP, orientadora de Amanda.

Por Assessoria de Comunicação da EESC com informações da Assessoria de Comunicação do ICMC

Foto: divulgação

Mais informações
Link para acessar o formulário: icmc.usp.br/e/64650

Confira reportagem sobre o projeto: icmc.usp.br/e/6dc1b

Assessoria de Comunicação do ICMC: (16) 3373-9666

E-mail: amandapolin@gmail.com

Computação a serviço da medicina: desafio de construir um sistema de saúde mais eficiente une pesquisadores

Desenvolver software para diagnóstico médico e usar métodos computacionais para armazenar e analisar grandes volumes de dados da área da saúde são algumas das contribuições que a computação já traz à medicina

Segundo José Fernando, modelos tradicionais de diagnóstico médico serão substituídos 

Tornar o sistema de saúde mais eficiente é um desafio que está mobilizando um grupo de pesquisadores da USP, em São Carlos. Os professores Fernando Vieira Paulovich, José Fernando Rodrigues Junior e Maria Cristina de Oliveira, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), e o professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC), estão trabalhando para unir tecnologias e somar conhecimentos que vão da nanotecnologia ao big data. 

Na perspectiva de José Fernando, com o avanço tecnológico, os modelos tradicionais de diagnóstico médico devem ser substituídos e acontecerá um processo de transformação similar ao que ocorreu em outras áreas. Um exemplo são as cartas, que perderam espaço para os telefones, os quais, posteriormente, foram substituídos pelos e-mails, antecedendo a comunicação por meio das redes sociais. "Acredito que algo semelhante ocorrerá na medicina, porque o modelo atual utilizado para fazê-la é muito caro e ineficiente, e não se adapta à velocidade das mudanças na sociedade, em virtude das tecnologias disponíveis", afirma José Fernando, acrescentando que o alto custo da medicina é uma motivação para que aconteçam mudanças significativas na área.

Segundo a Organização das Nações Unidas (ONU), as despesas relacionadas ao sistema de saúde dos Estados Unidos, em 2009, corresponderam a 17,6% do Produto Interno Bruto (PIB) do país. Para a Organização Mundial de Saúde (OMS), esses custos estão relacionados principalmente a gastos ineficazes decorrentes de decisões mal comunicadas e má gestão. Segundo os autores, a racionalização de recursos com a melhora na qualidade de diagnóstico requer uniformização de dados de pacientes. José Fernando explica que não há, por exemplo, um método padrão para que médicos registrem informações referentes a diagnósticos. E essa liberdade, de acordo com o docente, é prejudicial para a integração de dados. "Têm surgido padrões que levarão esses especialistas a descrever um determinado tratamento de maneira mais sistemática, normalizada e padronizada".

Segundo os pesquisadores, três pilares são fundamentais para aprimorar o sistema de saúde, tanto no Brasil como em outros países. O primeiro deles se refere à nanotecnologia, área em que se estudam substâncias e materiais em nível atômico e molecular. Atualmente, os nanomateriais são essenciais para produzir sensores e biossensores voltados, por exemplo, para o diagnóstico de doenças como diabetes, dengue, hipertensão arterial, câncer, entre outras.

O segundo pilar está ligado à área de big data, em que se destaca a necessidade de usar métodos computacionais para armazenar e analisar grandes volumes de dados médicos. Já o terceiro pilar relaciona-se aos métodos que permitem integrar diversas ferramentas e técnicas computacionais, de modo que a grande quantidade de informação produzida ou capturada se transforme em conhecimento. Nesse campo, o aprendizado de máquina é essencial e pode ser compreendido como uma área da computação em que se desenvolvem técnicas que, a partir de treinamento, podem capacitar os computadores a exercerem tarefas antes exclusivas dos seres humanos.

Uma síntese do trabalho que os quatro pesquisadores vêm realizando está no artigo On the convergence of nanotechnology and Big Data analysis for computer-aided diagnosis, publicado recentemente pela revista científica Nanomedicine.

Mais desafios - Para os quatro pesquisadores, existem grandes desafios no sentido de desenvolver um sistema de integração capaz de analisar dados de pacientes obtidos via big data e de transformar essas informações em conhecimento. Para Maria Cristina Oliveira, os obstáculos a serem enfrentados não são apenas científicos, mas também políticos e sociais. "Acho que os desafios maiores não são exatamente os técnicos, mas sim aqueles em que você precisa fazer com que as pessoas aceitem mudanças e cheguem em um consenso para viabilizar o uso desse tipo de sistema de integração de tecnologias e dados".

Para Maria Cristina, os desafios maiores não são técnicos

Para Osvaldo Novais de Oliveira Junior, a medicina já tem passado por transformações ao longo dos últimos anos. Atualmente, médicos têm suporte tecnológico que não existia há trinta ou quarenta anos. "Hoje a atuação de um profissional da saúde é muito diferente, porque em geral ele não emite uma opinião antes de analisar resultados de exames. Então, de certa forma, essa mudança já está ocorrendo", diz o docente do IFSC, complementando que essa possível futura transformação exigirá que os profissionais da área médica aprendam a lidar cada vez mais com novas tecnologias. 

Permitir que dados clínicos de pacientes sejam armazenados em nuvem é outro ponto crucial na visão dos pesquisadores. Afinal, ao serem armazenados dessa maneira, esses dados poderão ser compartilhados com outros médicos, o que facilitará futuras consultas. "Com as informações distribuídas e integradas, talvez seja possível obter antecipadamente dados suficientes para tentar entender, por exemplo, onde podem ocorrer novos surtos e epidemias", revela a professora Maria Cristina.

Outra mudança que poderá acontecer está relacionada à substituição de médicos por máquinas para algumas tarefas de diagnóstico, por exemplo. "Obviamente, há casos mais complexos na medicina, nos quais talvez nunca seja possível substituir um especialista por um equipamento", comenta Fernando Paulovich. Ele acrescenta que, hoje, algumas buscas na internet – em sistemas com dados confiáveis – já podem fornecer informações semelhantes àquelas que se obtêm na avaliação de um médico. Além disso, Paulovich enfatiza que alguns procedimentos, como ir a um consultório simplesmente para buscar um resultado de exame, já deveriam ser substituídos, uma vez que os dados dos exames podem ser obtidos online ou via e-mail.

Fernando afirma que alguns procedimentos já deveriam ser substituídos

Parcerias e futuro – Um projeto para analisar as dificuldades dos especialistas está sendo desenvolvido em parceira entre o professor José Fernando e o Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP (InCor/HC/FM/USP) por meio do armazenamento e processamento de dados de pacientes. Por outro lado, em parceria com o Hospital de Câncer de Barretos, os professores Osvaldo, Fernando e Maria Cristina têm atuado conjuntamente no desenvolvimento de técnicas de visualização de informação a fim de melhorar o desempenho de biossensores para análises clínicas de doenças tropicais e câncer.

Além disso, um dos objetivos dos entrevistados é aproximar grupos de pesquisadores no Brasil de diferentes áreas – computação, medicina, física, química, biologia, ciência dos materiais, farmácia –, para ações conjuntas que levem ao desenvolvimento de sistemas de diagnóstico assistidos por computador. Segundo Osvaldo Novais de Oliveira Junior, as propostas apresentadas no artigo podem abrir caminhos para pesquisas que não tenham relação só com a medicina. Os mesmos conceitos apresentados no artigo podem ser usados para desenvolver sistemas aplicados na predição de poluição, no monitoramento do uso de armas químicas e biológicas e até de eventuais ataques terroristas. 

Segundo Osvaldo, as propostas apresentadas no artigo podem abrir novos caminhos

Texto: editado por Denise Casatti a partir de informações da Assessoria de Comunicação do IFSC/USP

Fotos: Assessoria de Comunicação do IFSC/USP

Mais informações

Link para o artigo: icmc.usp.br/e/46f19

Texto original: icmc.usp.br/e/7c985

Assessoria de Comunicação do ICMC: (16) 3373.9666

E-mail: comunica@icmc.usp.br

Gerando inovação nas pequenas empresas

Ex-alunos do ICMC receberão recursos da FAPESP para desenvolver projetos de pesquisa na área médica e agrícola

Um dos projetos propõe a criação de um sistema para auxiliar os médicos no tratamento radioterápico

Contribuir para aprimorar o tratamento radioterápico oferecido a pacientes com câncer e auxiliar pequenos produtores de tomate a reduzir o uso de fungicidas. Esses dois problemas serão enfrentados por pesquisadores que usarão a tecnologia de forma inovadora em pequenas empresas depois de frequentarem os laboratórios do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos.

Os projetos de pesquisa por eles propostos foram selecionados no 2º ciclo de 2015 do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE) da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). O PIPE financia até R$ 1,2 milhão por projeto, não prevê contrapartida da empresa, mas exige que o pesquisador principal esteja vinculado à empresa.

“Queremos auxiliar os médicos, possibilitando aumentar a precisão e aperfeiçoar o processo de tratamento em radioterapia nos hospitais públicos e privados do Brasil”, revela o pesquisador Diego de Carvalho, coordenador do projeto SIPRAD: Sistema de Planejamento Radioterápico e um dos fundadores da empresa i-Medsys, sediada em Ribeirão Preto. 

Carvalho formou-se em Sistemas de Informação no ICMC em 2005 e concluiu seu mestrado no Instituto em 2008. “Na área de ciências exatas, acredito que não tenha outro lugar no Brasil que seja tão interessante para o fomento tecnológico quanto São Carlos”, conta o ex-aluno. Ele morou na cidade durante 10 anos e trabalhou em várias empresas são-carlenses de base tecnológica. “Em São Carlos, não importa onde você está, as pessoas estão sempre falando sobre novas tecnologias, novos projetos e o estado da arte das áreas de pesquisa”. Segundo levantamento realizado pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) publicada pela revista Inovação, São Carlos está entre as dez cidades brasileiras que possuem o maior potencial inovador.

Para Carvalho, foi o ambiente da cidade e do ICMC que estimularam sua veia empreendedora. “A computação é uma atividade transformadora. Quando o estudante começa a ver alguns processos industriais, ele passa a enxergar soluções. E os professores do ICMC sempre foram muito acessíveis. Se um estudante batesse na porta do especialista e perguntasse se dava para resolver certo problema, ele sempre indicava um livro e dava algumas ideias de possíveis caminhos para seguir”, completa o ex-aluno.

Antes mesmo de finalizar seu mestrado no Instituto, em 2008, Carvalho criou a DFIORI Informática e, em 2010, já teve um projeto contemplado por um programa da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). Logo depois, uniu-se a outro ex-aluno do ICMC, José Antonio Camacho Guerrero, para criar sua vertente na área médica, a i-Medsys. Juntos, eles desenvolveram um sistema de arquivamento e distribuição de imagens para hospitais chamado LyriaPacs, que foi implantado há mais de 4 anos no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP) da USP e já ajudou a economizar US$ 10 milhões.

Agora, com o projeto aprovado no PIPE, a ideia é implementar um módulo adicional ao LyriaPacs, voltado especificamente para o tratamento em radioterapia. Para isso, os pesquisadores da área de tecnologia da informação contarão com o apoio de médicos da FMRP para criar softwares capazes de ajudar nos sistemas de planejamento radioterápico. “Utilizando esses sistemas, é possível definir de forma mais precisa as regiões que precisam receber a radiação, evitando que ela incida em estruturas sadias, além de encontrar a melhor distribuição dos campos de tratamento e da dose prescrita”, explica Carvalho.

Diego participou da cerimônia em que a FAPESP anunciou os projetos selecionados 

De olho no tomate – A engenheira agrônoma Adimara Colturato nunca tinha atuado na área de computação antes de realizar seu pós-doutorado no ICMC. Ao desenvolver um estudo sobre a utilização dos veículos aéreos não tripulados (VANTs) para a detecção precoce de doenças em plantações de eucaliptos, começou a vislumbrar quanto a tecnologia poderia beneficiar os agricultores. 

No final de 2014, quando estava finalizando seu pós-doutorado, surgiu uma ideia inovadora: usar sensores nas plantações de tomate para captar dados de temperatura, umidade e molhamento. Esses dados, por sua vez, poderiam ser enviados para os aparelhos celulares dos produtores e, através de um aplicativo, eles conseguiriam identificar se há o risco da lavoura ser atacada por uma das doenças mais temidas nesse tipo de cultivo, a requeima. Caso as condições informadas pelo aplicativo demonstrassem que havia risco, o agricultor poderia pulverizar um fungicida. 

“A intenção é auxiliar os pequenos produtores na tomada de decisão sobre o melhor momento para começar o controle da doença, evitando assim pulverizações desnecessárias”, explica Adimara. Ela conta que, dessa forma, o sistema reduz os custos de produção, os riscos de poluição ambiental e a ocorrência de epidemias severas. 

A requeima é uma das doenças mais destrutivas do tomateiro

De acordo com a pesquisadora, a utilização desses sistemas de previsão ainda é restrita ao mundo acadêmico e, muitas vezes, para obter essas informações, o produtor precisa acessar sites estrangeiros: “Geralmente, são utilizados dados de estações meteorológicas distantes de onde a plantação de tomate está localizada, os quais podem ser divergentes das condições ali presentes”. Para desenvolver o projeto, Adimara estabeleceu uma parceria com a empresa Circuitar, sediada em São Carlos.

“Os projetos aprovados devem ter potencial de retorno comercial, aumentar a competitividade da empresa e estimular a criação de uma cultura de inovação permanente”, disse o diretor científico da FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz, durante o anúncio dos projetos aprovados no 2º ciclo de 2015 do PIPE, em cerimônia realizada no último dia 8 de outubro na sede da Fundação. A 4ª chamada do PIPE está com o edital aberto e o prazo para a apresentação de propostas encerra-se em 27 de novembro.

Texto: Denise Casatti – Assessoria de Comunicação do ICMC/USP

Mais informações

Assessoria de Comunicação do ICMC: (16) 3373.9666

E-mail: comunica@icmc.usp.br

Desafios e oportunidades permeiam o diálogo entre medicina e computação

A busca por construir caminhos unindo essas duas áreas do conhecimento mobiliza pesquisadores em todo o mundo

Para Antani, os especialistas das duas áreas estão aprendendo a se relacionar

“Médicos, engenheiros e cientistas da computação precisam se mover ao mesmo tempo e de forma coordenada. É como uma dança”, revelou Sameer Antani, do Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos (NIH). O pesquisador esteve no Brasil de 22 a 25 de junho para participar do 28º Simpósio Internacional de Computação Aplicada a Sistemas Médicos (IEEE International Symposium on Computer-Based Medical Systems – CBMS 2015).

Realizado pela primeira vez na América Latina, o evento reuniu cerca de 100 pesquisadores de 19 diferentes países no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, onde aconteceram as palestras, apresentações de artigos científicos inovadores e de painéis de debate durante os três primeiros dias do Simpósio. Já a apresentação de trabalhos de pós-graduação em andamento e os minicursos voltados à qualificação profissional marcaram o encerramento do evento na Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP).

Uma das coordenadoras gerais do Simpósio, professora Agma Traina,
do ICMC, durante a abertura do evento

Para Antani, o evento foi uma excelente oportunidade para que médicos e profissionais da área de computação aprendessem juntos. “Os engenheiros e cientistas de computação estão construindo ferramentas para os médicos, mas os médicos precisam entender as limitações dessas ferramentas”, explicou. 

Para Rangaraj Rangayyan, da Universidade de Calgary, do Canadá, há muitos desafios a serem enfrentados para que as técnicas da computação sejam aplicadas de forma mais ampla na medicina, apesar de profissionais de computação e de médicos estarem em busca de um único propósito: encontrar melhores formas de diagnóstico e de tratamento. “É preciso que engenheiros e cientistas de computação entendam o que os médicos precisam, o que os pacientes precisam e como devemos interpretar os sinais médicos em imagens, por exemplo”, disse.

“Nós temos muitas ideias sobre como podemos usar boas técnicas de computação para analisar imagens médicas, mas não sabemos como é a vida do médico, quanto tempo ele leva para analisar um caso, de quais ferramentas ele necessita e quanto tempo ele dispõe para nos ajudar. Por isso, é muito bom estar aqui tentando construir essa relação”, completou Leonard Rodney Long, que também é pesquisador no NIH.

Long, do NIH, também participou do Simpósio

Relação de mão dupla – Rangayyan citou como exemplo as pesquisas que realiza em busca da detecção precoce de câncer em mamografias. Em um primeiro momento, os radiologistas explicam para os profissionais da área de computação como o câncer se apresenta nas mamografias, com o que ele se parece. Depois, esses profissionais precisam traduzir isso em algoritmos, que são uma sequência de comandos passada para o computador a fim de definir uma tarefa. É assim que as máquinas são treinadas para reconhecer os sinais do câncer. O próximo passo é mostrar os resultados computacionais alcançados para os radiologistas, que vão ver se a ferramenta criada funciona de fato. “É um ciclo que requer toda uma comunicação e interação”, completou o pesquisador.

“Não é só a computação que precisa entender a medicina, mas a medicina tem que entender a computação também. Se não tivermos essa relação, não vai ter conversa e vamos continuar separados”, ponderou o professor Caetano Traina, do ICMC. Na visão de Traina, falta compreensão sobre as limitações e imposições da tecnologia. “As pessoas costumam acreditar que se o computador falou, está falado. Esse é o perigo, porque não enxergamos as limitações dos sistemas. É por isso que muitos médicos têm receio de serem confrontados com o resultado de uma ferramenta computacional”, explicou o professor.

Por outro lado, devem ser levadas em conta as consequências do uso da tecnologia: “Por exemplo, se um hospital está informatizado, os procedimentos já estão padronizados. Não adianta o médico querer fazer anotações na margem, pois o prontuário em papel já não existe mais”, detalha Traina. 

Apesar do potencial de provocarem sensações desagradáveis, a tecnologia, na maior parte das vezes, traz consequências positivas. “Hoje, na base de dados do Incor, temos informações de 1,3 milhões de indivíduos. Todas as informações relacionadas à assistência a um paciente estão lá: resultados de exames, procedimentos e medicamentos prescritos, imagens médicas e os nomes dos profissionais de saúde que o atenderam. Esses dados também são utilizados nos nossos protocolos de pesquisa”, revelou Marco Gutierrez, diretor do Serviço de Informática do Instituto do Coração (Incor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP. 

A vastidão dessa base de dados possibilita aos pesquisadores investigarem, por exemplo, o efeito do uso de novos medicamentos, já que é possível acompanhar os eventos que aconteceram com o paciente a partir do momento em que o medicamento foi administrado, verificando os efeitos em seus exames laboratoriais e de imagem. Mas essa não é a realidade na maioria dos hospitais brasileiros. Segundo Gutierrez, menos de 15% dos hospitais do país estão totalmente automatizados em termos de sistemas de informação. Nos Estados Unidos, o pesquisador avalia que esse índice está em torno de 30% a 40%. 

Para Gutierrez, o grande desafio é que o investimento necessário para informatizar um hospital é muito alto: “Os hospitais brasileiros investem menos de 1% do seu faturamento anual líquido em informática. Na Europa, os grandes hospitais investem em média 5%. Mas acredito que, com o aumento da demanda e de empresas especializadas nessa área, esse índice deve aumentar no futuro”. Além disso, o diretor também reconhece a necessidade de fortalecer a relação entre profissionais da área de informática e médicos. “A área da saúde ainda requer muito esforço do ponto de vista do desenvolvimento de novas soluções. Simpósios como esse são fundamentais para oxigenar nosso pensamento”, finalizou Gutierrez. 

O CBMS foi realizado pelo ICMC, pela FMRP e pelo Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), a maior organização profissional do mundo em computação. No próximo ano, o evento acontecerá em Belfast, na Irlanda do Norte.

Rangayyan (à esquerda), professora Agma Traina e Gutierrez

Texto e fotos: Denise Casatti – Assessoria de Comunicação do ICMC/USP

Mais informações

Site do evento: http://www.gbdi.icmc.usp.br/events/cbms2015/index.html

Assessoria de Comunicação do ICMC: (16) 3373.9666

E-mail: comunica@icmc.usp.br

Computação e medicina: USP sedia evento internacional que integra as áreas e contribui para formação de profissionais qualificados

Simpósio acontecerá de 22 a 25 de junho, unindo pesquisadores de São Carlos, Ribeirão Preto e convidados internacionais

Um evento para reforçar a integração entre dois campos científicos será realizado pela primeira vez na América Latina durante a próxima semana, de 22 a 25 de junho: o Simpósio Internacional de Computação Aplicada a Sistemas Médicos (IEEE International Symposium on Computer-Based Medical Systems – CBMS 2015). Este é o principal congresso que integra computação e medicina.

Os três primeiros dias do Simpósio, que está em sua 28ª edição, ocorrerão no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, e o último dia do evento será realizado no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). “As palestras, a apresentação de artigos científicos inovadores e os cinco painéis de debate serão em São Carlos. Já em Ribeirão acontecerão os minicursos, voltados à qualificação dos profissionais, bem como a apresentação dos trabalhos de pós-graduação em andamento”, explicou uma das coordenadoras gerais do evento, professora Agma Traina, do ICMC.

“A cada dia, intensifica-se a necessidade de construirmos um modelo de atenção à saúde integral e integrado. Para isso, é fundamental termos acesso a todas as informações disponíveis dos usuários do sistema de saúde para cuidarmos dessas pessoas nos diversos níveis de atenção, inclusive preventivamente”, destacou o outro coordenador geral do evento, Paulo Azevedo-Marques, que também é professor da FMRP e vice-presidente da Sociedade Brasileira de Informática em Saúde.

Campo científico em expansão acelerada, a área da informática em saúde ou informática médica lida, basicamente, com o armazenamento, a recuperação e o uso da informação para a resolução de problemas e a tomada de decisão na área da saúde. Segundo os especialistas, gerenciar as informações sobre os pacientes por métodos tradicionais baseados em papel já não faz sentido com o avanço nas tecnologias de computação e comunicação, especialmente levando-se em conta o aumento na quantidade e qualidade de dados disponíveis. Nesse sentido, há a necessidade crescente de pesquisar e desenvolver soluções computacionais adequadas para a área médica.

As pesquisas realizadas na intersecção entre computação e medicina abrangem diversos segmentos, tais como prontuário eletrônico de pacientes; telemedicina; sistemas de apoio à decisão; sistemas de informação em saúde; processamento de sinais biológicos; internet em saúde; padronização da informação em saúde; e processamento de imagens médicas. Todos esses segmentos estão inseridos na programação do Simpósio.

De acordo com a professora Agma, os principais convidados internacionais são Sameer Antani e Leonard Rodney Long, ambos do Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos (NIH), e Rangaraj Rangayyan, da Universidade de Calgary, do Canadá. Na palestra de abertura do evento, dia 22 de junho, às 8h45, Antani explicará como a computação pode contribuir para enfrentarmos alguns desafios globais da área da saúde, tal como o HIV/Aids e a tuberculose. No dia seguinte, 23 de junho, às 10h20, é a vez de Rangayyan falar sobre a detecção precoce de câncer de mama em mamografias por meio da identificação de distorções arquiteturais nas imagens. Já no dia 24 de junho, às 8h45, Long apresentará alguns exemplos práticos de sistemas computacionais aplicados à biomedicina.

Haverá, ainda, uma palestra com o professor Marco Antônio Gutierrez, do Instituto do Coração (InCor/USP), sobre os avanços e progressos nos sistemas de informação utilizados em hospitais. Confira a programação completa no site do evento.

As inscrições online para o CBMS já estão encerradas, mas é possível participar inscrevendo-se na recepção do evento em São Carlos, dia 22 de junho, a partir das 8 horas, no auditório Fernão Stella de Rodrigues Germano do ICMC. Quem desejar participar do Simpósio apenas em Ribeirão Preto também poderá se inscrever no dia 25 de junho, a partir das 8 horas, na recepção do auditório do Centro de Educação e Aperfeiçoamento Profissional em Saúde (CEAPS) no Hospital das Clínicas da FMRP. Confira o valor de cada taxa de inscrição no site do evento. O CBMS é realizado pelo ICMC, pela FMRP e pelo Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), a maior organização profissional do mundo em computação.

Texto: Denise Casatti – Assessoria de Comunicação do ICMC/USP

Mais informações

Site do evento: http://www.gbdi.icmc.usp.br/events/cbms2015/index.html

Programação: http://www.gbdi.icmc.usp.br/events/cbms2015/download/CBMSProgram.pdf

Seção de eventos do ICMC: (16) 3373.9622

E-mail: eventos@icmc.usp.br

Chamadas abertas para submissão de trabalhos ao International Symposium on Computer-Based Medical Systems

Pesquisadores têm até 13 de janeiro para submeter resumos de trabalhos para o evento internacional, que acontecerá pela primeira vez no Brasil em junho de 2015

Estão abertas, até 13 de janeiro, as chamadas para a submissão de resumos ao 28th IEEE International Symposium on Computer-Based Medical Systems (CBMS). O evento internacional acontecerá pela primeira vez no Brasil entre 22 e 25 de junho e será realizado no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, e na Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP).

Por se tratar de uma conferência de grande prestígio internacional da área de medicina computacional, o evento é uma oportunidade para o intercâmbio de ideias e informações entre acadêmicos e cientistas que atuam na indústria. Haverá seções técnicas e de pôsteres, bem como palestras e tutoriais ministrados por especialistas brasileiros e estrangeiros que lideram as pesquisas nesse campo do conhecimento. Também neste ano ocorrerá, pela primeira vez no CBMS, uma seção industrial, em que pesquisadores e profissionais que atuam na área da saúde poderão mostrar práticas inovadoras em suas atividades. A seção será realizada nas dependências do Hospital das Clínicas da FMRP.

A submissão de trabalhos para qualquer das seções deve ser realizada no site do evento (http://www.gbdi.icmc.usp.br/events/cbms2015/callforpapers.html), onde também são encontradas mais informações sobre as nove áreas principais em que se divide a conferência. O CBMS é realizado pelo Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), a maior organização profissional do mundo em computação, pelo ICMC e pela FMRP. 

Mais informações

Site: http://www.gbdi.icmc.usp.br/events/cbms2015/index.html 

Setor de Eventos do ICMC: (16) 3373.9622

E-mail: eventos@icmc.usp.br