Titulo Estágio
Modelos baseados em inteligência artificial para detecção de osteoporose : projeto OSSEUS
Áreas de especialidade
Sistemas Inteligentes
Local do Estágio
O trabalho será realizado nos Laboratórios do Grupo de Computação Adaptativa do CISUC, DEI e, parcialmente, nos laboratórios do LAIS – Laboratório de Inovação Tecnológica em Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasill
Enquadramento
A osteoporose e fraturas associadas são a doença metabólica crónica dos ossos mais comuns, sendo particularmente relevantes em contexto de envelhecimento populacional ou população feminina pós-menopausa. Representam um problema global de saúde, sendo a causa para a ocorrência anual de cerca de 9 milhões de fraturas em todo o mundo, com todos os custos e consequências associadas.
De forma a agir atempadamente e evitar situações críticas é recomendado a realização de uma densitometria óssea, exame que permite o diagnóstico precoce, permitindo o planeamento do tratamento em tempo útil de forma a evitar a progressão da doença e, portanto, da prevenção de fraturas. No entanto, este exame é dispendioso, de difícil acesso para a população, sendo disponibilizado apenas em ambiente hospitalar.
Foi com base neste cenário que surgiu o projeto OSSEUS. Desenvolvido pelo LAIS - Laboratório de Inovação Tecnológica em Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brasil, o OSSEUS consiste num dispositivo portátil de fácil operação, não invasivo, de baixo custo, o que potencia o seu uso em ambiente domiciliário /centros de saúde. Além disso, pode ser aplicado em intervalos de tempo menores, pois não há nenhum efeito secundário para a população, ao contrário diferente de outros métodos tradicionais.
Neste momento, do ponto de vista de dispositivo clinico (meio de diagnóstico com base em ondas eletromagnéticas), o OSSEUS foi já validado.
Objetivo
O objetivo deste estágio consiste no desenvolvimento de algoritmos e modelos que permitam a análise dos sinais gerados pelo OSSEUS e a sua validação clinica. Por outras palavras, pretende-se validar a hipótese de que é possível alcançar resultados de estratificação comparáveis à densitometrias óssea usando o dispositivo OSSEUS.
Os modelos a desenvolver terão por base metodologias de inteligência computacional (entre os quais, redes neuronais, deep learning, etc) e, de preferência, o resultado destes modelos/algoritmos deve ser interpretável, a fim de ser poder ser aceite de forma efetiva pelos clínicos, bem como facilitar a tarefa de integração com a evidência clínica atualmente existente.
De forma a validar os modelos desenvolvidos usar-se-á uma base de dados já existente, que consiste em cerca de 500 exames realizados simultaneamente com o OSSEUS e densitometria óssea.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
Estado da arte em conceitos relacionados com o tema
- Osteoporose e estratificação
- Análise dos bio-sinais em causa
- Métodos de analise processamento de bio-sinais adequados
- Métodos de machine learning de estratificação/classificação baseados em dados
- Métodos de machine learning de estratificação/classificação baseados em conhecimento
Resultados preliminares
- Processamento dos bio-sinais em causa
- Modelo de classificação baseado em dados
Plano de Trabalhos - Semestre 2
- Aperfeiçoamento e validação do modelo de estratificação/classificação baseado em dados
- Modelo de classificação baseado em conhecimento
- Combinação dos modelos anteriores
- Escrita da tese
Condições
O trabalho será realizado no Laboratório do Grupo de Computação Adaptativa do CISUC, DEI.
Está prevista uma estada nos laboratórios do LAIS – Natal, Brasil
Observações
Coordenação
César Teixeira, cteixeir@dei.uc.pt
CISUC-DEI
Paulo Gil, pgil@dei.uc.pt,
CISUC-DEI
Agnaldo Cruz, agnaldo.cruz@lais.huol.ufrn.br
LAIS - Laboratório de Inovação Tecnológica em Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasil.
Orientador
César Teixeira
cteixei@dei.uc.pt 📩