Inteligência Artificial – para Prever e Prevenir Hipotensão Durante Cirurgia

Todos os anos, aproximadamente 800.000 pacientes são operados na Suécia. Destes, uma proporção relativamente elevada sofre complicações graves após a cirurgia, tais como danos cardíacos e renais, acidente vascular cerebral e até morte. Existe uma ligação demonstrada entre as complicações acima e as quedas da pressão arterial durante a cirurgia, o que significa que, em qualquer caso, algumas das complicações são potencialmente evitáveis ​​se a pressão arterial for mantida num nível estável e adequado com base nas condições individuais de cada paciente.

Infelizmente, os episódios de queda da pressão arterial são difíceis de prever com os métodos de monitorização padrão disponíveis e, portanto, infelizmente, ocorrem frequentemente durante a cirurgia. No Hospital Universitário Karolinska, estamos agora construindo um novo sistema que, com a ajuda da inteligência artificial, pode soar o alarme antes mesmo de ocorrer a queda da pressão arterial. No estudo, coletamos e combinamos dados do monitoramento padrão durante a cirurgia; pulso, pressão arterial, oxigenação, débito cardíaco, ECG, valores laboratoriais de gases sanguíneos em pacientes submetidos a cirurgia abdominal, que é um grupo de pacientes com maior risco de sofrer complicações pós-operatórias. A estas informações, também adicionaremos dados relevantes de um novo método de monitoramento da circulação baseado nas variações do dióxido de carbono exalado. Também registaremos a razão pela qual a pressão arterial caiu, como hemorragia, impacto de medicamentos, desidratação, com o objectivo de que os algoritmos de IA sejam capazes de distinguir entre diferentes causas de pressão arterial baixa porque requerem medidas diferentes. Os algoritmos de IA serão inicialmente desenvolvidos coletando dados de um grande grupo de pacientes e depois avaliando um grupo menor de outros pacientes representativos

Os dados do nosso monitoramento padrão em relação à cirurgia são complementados com estimativas de débito cardíaco baseadas no método capnodinâmico. Os sujeitos da pesquisa serão colocados para dormir e ventilados por meio de um ventilador de terapia intensiva modificado (servo-i(R) Getinge). Este ventilador possui um software para uso em pesquisa com marcação CE. O software modifica o padrão respiratório do ventilador para adicionar pausas ligeiramente prolongadas após três de nove respirações. Este padrão respiratório resulta numa ligeira variação no nível de dióxido de carbono exalado de cerca de 1 kPa. O ventilador tem sido utilizado em vários estudos clínicos e em animais de grande porte, dois dos quais foram conduzidos pelo nosso grupo de pesquisa. Como será utilizado um ventilador de terapia intensiva, os pacientes são anestesiados com a chamada anestesia intravenosa total (TIVA) em vez de anestesia gasosa. Isso é diferente da nossa rotina atual nesse tipo de cirurgia. No entanto, a TIVA é utilizada em vários outros tipos de cirurgia e estamos bem familiarizados com o método. Em vários hospitais do país e do exterior, a TIVA é utilizada como método de primeira linha mesmo em grandes cirurgias oncológicas de abdômen, pois há dados que sugerem que os pacientes apresentam pequenas recidivas (metástases) no rescaldo. Durante o atendimento, os eventos que são registrados como ocorrem para depois serem agregados ao material para análises qualitativas. Exemplos de tais eventos são: administração de medicamentos e líquidos, bem como provável causa de hipotensão; sangramento, mudanças na posição do corpo, etc. Para poder comparar os cálculos de saturação venosa mista do método capno, amostras de sangue serão coletadas do cateter venoso central a cada hora durante a cirurgia. Cada amostra contém cerca de 2 ml de sangue. Numa operação de cinco horas, isto corresponde a cerca de 1 cl de sangue. Simultaneamente às amostras de veia, serão coletadas gasometria arterial com os mesmos volumes de sangue. Essas amostras são coletadas aproximadamente: A cada duas horas durante a cirurgia na rotina clínica, mas no protocolo do estudo serão coletadas a cada hora em sincronia com as amostras do cateter venoso central.

Também os resultados clínicos, como a duração do tratamento e as complicações, são guardados para que a dose de hipotensão possa ser associada a complicações. O que está descrito acima são coisas que medimos e registramos na rotina clínica e, portanto, não implicam qualquer impacto adicional nos sujeitos da pesquisa. A análise dos dados é feita posteriormente pelos nossos investigadores nos nossos computadores e servidores. Por meio de inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina (ML), treinaremos algoritmos de IA com o objetivo de construir métodos eficazes e precisos para prever preventivamente a pressão arterial baixa. Como são usados ​​dados registrados, podemos recuperar o resultado dos mesmos dados e comparar nossos algoritmos com o que realmente aconteceu.