Titulo Estágio
WELCOME - Sistema eHealth para avaliação de DPOC: Detecção de Tosse
Área Tecnológica
Informática Médica
Local do Estágio
DEI-FCTUC
Enquadramento
Actualmente, a Deficiência Pulmonar Obstrutiva Crónica (DPOC) apresenta taxas de mortalidade e morbilidade crescentes, estando frequentemente associada a diversas comorbilidades, tais como doenças cardiovasculares, síndrome metabólico, osteoporose, doenças do foro psíquico e cancro do pulmão. Um relatório da Organização Mundial de Saúde (OMS) prevê que em 2030 a DPOC será a 4ª causa de mortalidade e a 7ª causa de morbilidade a nível mundial. A prevalência da DPOC na Europa varia entre 3.5% e 14%.
Presentemente, não existe um acompanhamento continuado da DPOC, levando a episódios frequentes de descompensação com hospitalização, os quais têm impacto significativo na saúde e qualidade de vida dos pacientes, na baixa de produtividade por perda de dias de trabalho (cerca de 41300 dias perdidos por 100 000 habitantes na União Europeia) e em elevados custos de tratamento ambulatório e hospitalização (4.7 mil milhões de Euros, anualmente), impondo elevados encargos a nível de saúde pública.
No entanto, é sabido que cada episódio de descompensação é precedido por uma fase de incremento gradual que varia entre várias horas e vários dias antes do pico da descompensação. Assim, a detecção precoce dessa tendência em direcção ao pico de descompensação pode prevenir a sua ocorrência e levar a um quadro clínico significativamente mais leve. Como tal, é fundamental alterar o paradigma reactivo actual na gestão da DPOC para outro preventivo, proactivo e centrado no paciente. Nesse sentido, são requeridos sistemas de diagnóstico precoce de descompensações.
Neste contexto, um sintoma bastante importante é a tosse do paciente. Num ambiente de acompanhamento continuado, a detecção de tosse deve ser feita automaticamente. Para o efeito, a maior parte dos métodos actuais assentam na análise áudio de sinais de tosse ou na combinação de características extraídas de outros sinais fisiológicos.
Desde há vários anos, o Laboratório de Informática Clínica do CISUC tem desenvolvido sistemas para o processamento de sinais áudio fisiológicos. Neste projecto, pretende-se processar automaticamente som de tosse e evoluir as soluções actuais para abordagens multi-canal por forma a explorar a redundância das fontes de informação e conferir assim robustez acrescida.
Este trabalho está enquadrado pelo projecto europeu de investigação WELCOME.
Objetivo
O objectivo científico principal da presente dissertação é a investigação de algoritmos para detecção automática de tosse que permitam realizar a avaliação autónoma da função respiratória por recurso à auscultação multicanal. De notar que os sinais acústicos resultantes do processo de auscultação poderão estar contaminados com ruídos diversos de origem fisiológica e do ambiente envolvente.
Pretende-se explorar duas abordagens para a detecção de tosse:
i) melhorar os métodos actuais baseados em auscultação mono-canal, tirando partido da redundância de sinal em abordagens multi-canal, para aumentar a robustez da detecção;
ii) usar métodos de separação cega de fontes (blind source separation) de forma a separar eficazmente o som de tosse de ruído de fundo e obter a contribuição de cada fonte de som isolada.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
1. Desenho do protocolo de aquisição de dados
2. Aquisição de dados em ambiente hospitalar
3. Elaboração do estado da arte relativa às metodologias de detecção de tosse e mecanismos de separação de fontes
4. Formulação de hipóteses de trabalho
Plano de Trabalhos - Semestre 2
5. Desenvolvimento e teste dos algoritmos propostos
6. Testes em ambiente simulado e hospitalar
7. Escrita da dissertação
Condições
Possibilidade de bolsa de investigação no âmbito do projecto europeu WELCOME.
Orientador
Profs. Rui Pedro Paiva e Paulo de Carvalho
ruipedro@dei.uc.pt 📩