Titulo Estágio
WELCOME - Sistema eHealth para avaliação de DPOC: Detecção de Estampidos Respiratórios
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 são sons respiratórios explosivos, designados por estampidos respiratórios, os quais estão frequentemente associados com desordens respiratórias. Num ambiente de acompanhamento continuado, a detecção de estampidos deve ser feita automaticamente. No entanto, esta tarefa torna-se complexa dado que os sons pulmonares são facilmente mascarados por outros sons respiratórios (e.g., respiração funda) e sons ambientais.
Desde há vários anos, o Laboratório de Informática Clínica do CISUC tem desenvolvido sistemas para o processamento de sinais áudio fisiológicos (nomeadamente som cardíaco). Neste projecto, pretende-se processar automaticamente sons respiratórios por forma a detectar e caracterizar estampidos, de forma a formular diagnósticos correctos do tipo de estampidos e avaliar o estado da enfermidade. Nesse sentido, pretende-se 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 estampidos respiratórios 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 estampidos:
iii) 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;
iv) usar métodos de separação cega de fontes (blind source separation) de forma a separar eficazmente o som dos estampidos 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 📩