REPOSITÓRIO P.PORTO
Repositório Científico do Politécnico do Porto
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Comparação da precisão em templates 2D e 3D na artroplastia total do joelho
Publication . Viana, Tânia Nunes; Faria, Brígida Mónica
A artroplastia total do joelho (ATJ) consiste na substituição dos componentes danificados da articulação por próteses inorgânicas, constituídas por bases metálicas e polietileno. Essa intervenção é comumente realizada em casos de osteoartrite grave, lesões articulares significativas ou outras condições médicas que causem danos irreversíveis à articulação do joelho. Os avanços na tecnologia tais como o templating digital (TD) têm contribuído para a eficiência e segurança desse procedimento, tornando-o uma opção valiosa para muitos doentes que enfrentam problemas significativos nas articulações do joelho. A TD é uma técnica de planeamento pré-operatório que recorre a imagens radiográficas digitais, geralmente em formato DICOM, em conjunto com software específicos para simular virtualmente o posicionamento e o dimensionamento das próteses. Esta abordagem permite ao cirurgião visualizar e planear a intervenção com maior precisão, ajustando os parâmetros de acordo com a anatomia individual de cada doente. Os objetivos do TD são: melhorar o planeamento pré-operatório para reduzir erros intra-operatórios relacionados com dimensionamento, alinhamento e encaixe dos implantes e proporcionar uma redução de custos. No entanto, a precisão na escolha dos implantes desempenha um papel fundamental no sucesso desta intervenção. O objetivo deste estudo é avaliar a precisão dos modelos tridimensionais (3D) em comparação com os modelos bidimensionais (2D) no âmbito da cirurgia de ATJ. Ao utilizar modelos de próteses disponíveis no software PeekMed® para o planeamento cirúrgico em doentes submetidos a ATJ, este estudo avaliou a precisão dos métodos de planeamento 2D (em incidências anteroposterior e lateral) e do planeamento 3D derivado de imagens 2D. Os resultados demonstraram que o planeamento 2D anteroposterior foi o mais fiável na previsão do tamanho dos implantes, tanto tibiais como femorais, apresentando os menores valores de erro e os limites de concordância mais estreitos. Em contraste, o planeamento 2D lateral e o planeamento 3D evidenciaram uma tendência sistemática para a sobrestimação, associada a uma maior variabilidade, especialmente no caso do componente femoral no método 3D, onde os erros (MAE e RMSE) foram significativamente mais elevados. Embora outros estudos indiquem vantagens do planeamento 3D, sobretudo com modelos obtidos por tomografia computorizada, os resultados deste trabalho não confirmaram essa superioridade. Esta discrepância pode dever-se às limitações tecnológicas da conversão de imagens 2D em modelos 3D, ainda em desenvolvimento, que podem introduzir erros de calibração e reconstrução. Assim, a análise reforça a fiabilidade atual do planeamento 2D e evidencia a necessidade de otimizar os algoritmos 3D para que este método atinja todo o seu potencial na prática cirúrgica.
Otimização do planeamento cirúrgico através da previsão do tempo de ocupação da sala operatória
Publication . Malheiro, Soraia Filipa Pereira; Faria, Brígida Mónica; Dias, Celeste
A previsão precisa do tempo de ocupação da sala operatória é fundamental para a eficiência hospitalar, uma vez que os blocos operatórios representam uma das áreas mais críticas e financeiramente exigentes do sistema de saúde. Uma estimativa inadequada pode resultar em atrasos, cancelamentos, aumento das listas de espera e de custos, bem como a sobrecarga das equipas e insatisfação dos doentes. Por outro lado, uma previsão mais fiável permite otimizar a gestão a alocação dos recursos humanos e materiais, reduzir desperdícios, melhorar a gestão dos horários e aumentar a produtividade global do bloco operatórios. Neste contexto, a utilização de métodos ba-seados em machine learning surge como uma oportunidade para apoiar as equipas no planeamento, ao permitir integrar múltiplas variáveis clínicas e organizacionais que influenciam a duração da cirurgia, superando as limita-ções das estimativas tradicionais que têm por base essencialmente a experiência clínica. Este estudo teve como objetivo desenvolver um modelo preditivo baseado em machine learning para estimar a duração da ocupação da sala operatória, utilizando variáveis clínicas e organizacionais disponíveis no momento do agendamento. Foram avaliados dois algoritmos, Random Forest e LightGBM, aplicados a um conjunto de dados de 1246 episó-dios cirúrgicos realizados na Unidade Local de Saúde de São João entre janeiro de 2023 e dezembro de 2024. A análise considerou diferentes cenários: inclusão e exclusão de outliers e presença/ausência da variável Tempo Previsto em dois níveis de abordagem: modelo global e modelo específico por especialidade. O desempenho dos modelos foi avaliado através de validação cruzada k-fold (k=5), reportando-se o erro médio absoluto (MAE), a raiz do erro quadrático médio (RMSE) e o coeficiente de determinação (R2) como média ± desvio padrão. Os resultados evidenciaram desempenho preditivo moderado, com destaque para o Random Forest sem outliers e com a inclusão da variável Tempo Previsto, que apresentou MAE de 24,5 minutos e R2 =0,54. A análise por es-pecialidade revelou melhores resultados em Urologia (R2= 0,62) e menor precisão em Cirurgia Geral (R2 = 0,43). A variável Tempo Previsto destacou-se como o preditor mais relevante, mas outras variáveis clínicas e organizaci-onais também contribuíram para a explicação da variabilidade. Conclui-se que, embora com capacidade explicativa moderada, os modelos testados constituem uma ferramenta promissora para apoiar o planeamento cirúrgico e a gestão do bloco operatório. Estudos futuros deverão incluir variáveis adicionais e explorar algoritmos mais avançados, de forma a aumentar a robustez e aplicabilidade prática destas previsões.
Monitorização e gestão de riscos na gravidez
Publication . Moreira, Rui Jorge Leão; Dias, Cláudia Camila; Faria, Brígida Mónica
O crescimento fetal é um dos principais indicadores do estado de saúde e bem-estar do feto ao longo da gestação, resultando de um processo complexo e multifatorial que envolve várias etapas. A deteção precoce de fatores de risco, bem como a monitorização e análise de biomarcadores, desempenham um papel fundamental na vigilância da gravidez e na prevenção de complicações obstétricas. Nos últimos anos, a utilização de biomarcadores, em conjunto com a ecografia obstétrica e o estudo Doppler das artérias uterinas e umbilicais, tem assumido uma importância crescente na identificação precoce de gravidezes de risco. Este estudo teve como objetivos avaliar a relação entre o peso placentário e o peso neonatal e identificar um ponto de corte da PAPP-A (Proteína Plasmática A associada à Gravidez) associado a desfechos obstétricos adversos. Foram incluídas 16492 grávidas. As variáveis categóricas foram descritas através de frequências absolutas e relativas, enquanto as variáveis contínuas foram apresentadas como média e desvio padrão ou mediana e intervalo interquartil, consoante a distribuição. As correlações foram analisadas utilizando os coeficientes de Pearson ou Spearman. Para a comparação entre grupos, aplicaram-se testes paramétricos sempre que os pressupostos foram verificados. A regressão linear múltipla foi usada para ajustar os resultados para potenciais fatores de confusão, incluindo comorbilidades maternas. Todas as análises foram realizadas no software SPSS (versão 29.0), considerando um nível de significância de 5%. Entre as participantes, 54,9% eram nulíparas e 8,9% dos recém-nascidos eram pequenos para a idade gestacional. O peso placentário apresentou correlação positiva moderada com o peso ao nascer (r = 0,517; p < 0,001). Partos pré-termo estiveram associados a menor peso placentário e neonatal comparativamente aos partos de termo. Fetos do sexo masculino apresentaram maior peso médio ao nascer (p < 0,001) e maior razão feto-placenta (p < 0,001). Sexo feminino e nuliparidade associaram-se a menor peso placentário (p < 0,001). A PAPP-A apresentou capacidade discriminativa modesta para restrição de crescimento fetal (AUC = 0,615; p < 0,001), com um ponto de corte identificado em 0,45. Os resultados confirmam a associação significativa entre peso placentário e peso neonatal, e sugerem que níveis baixos de PAPP-A, embora com capacidade preditiva limitada, podem contribuir para a identificação precoce de fetos com risco de restrição de crescimento.
Nova biblioteca Biopython para suporte da área da Biologia Molecular
Publication . Nogueira, Patrícia Maria Fernandes; Sá, Vítor Júlio da Silva e
O Biopython é uma biblioteca que facilita o desenvolvimento de aplicações para bioinformática, utilizando a linguagem de programação Python. É mantida por uma associação internacional de programadores, a Open Bioinformatics Foundation, que oferece ferramentas para a análise de sequências biológicas e acesso a bases de dados online, como o NCBI. A biblioteca conta com módulos para alinhamento de sequências, estruturas de proteínas, genética de populações, entre outros. Objectivo: Sendo uma biblioteca de código aberto e contando com a colaboração de vários programadores, o objetivo do projeto centrou-se na criação de uma nova biblioteca que incorporou algumas ferramentas bioinformáticas que podem ser usadas individualmente ou em conjunto para obter informação acerca de uma sequência genética mistério. Assim, conseguiu-se que um único módulo fizesse referência a múltiplos serviços, obtivesse resultados e gerasse um relatório final para uma sequência pesquisada. Foi feito um estudo para perceber que ferramentas fariam sentido incorporar no projeto de forma a recolher informação sobre uma sequência genética. Foram então consideradas as seguintes ferramentas: ExPASy Translate Tool para fazer a tradução de uma sequência genética na sua proteína, Blast Tool para analisar a similaridade entre a proteína e uma sequência de referência, UniProt que através do Id retornado pela ferramenta anterior permite obter toda a informação sobre a proteína e variantes possíveis e patologias associadas, e por fim o DrugBank para pesquisar que fármacos podem ser relevantes para as patologias anteriores. Após a escolha de ferramentas, foi feita uma análise da biblioteca Biopython para perceber o que poderia oferecer já desenvolvido para cada uma destas ferramentas. Foi encontrado um módulo para o Blast, mas estava já descontinuado e foi substituído pelo ElasticBlast baseado na cloud, que acelera as pesquisas, mas com custos associados. UniProt, ExPASy e DrugBank não tinham ainda os serviços necessários e foram feitos de raiz. Como resultado deste projeto, foram adicionadas novas funcionalidades à biblioteca Biopython. Para apresentar os resultados de forma user-friendly, foram desenvolvidas aplicações web e desktop. Sendo o Biopython uma biblioteca open source, será possível a incorporação de novas funcionalidades que podem ser úteis e gratuitas para escolas, laboratórios, investigação e programadores que as queiram usar e também melhorar.
Estudo clínico sobre o comportamento de adesão terapêutica
Publication . Leão, Marta Filipa Mendonça; Santos, Janete; Faria, Brígida Mónica; Moreira, Emília
A adesão à terapêutica constitui um dos maiores desafios da prática clínica, sobretudo em doenças crónicas, influenciando diretamente os resultados em saúde. Neste sentido, o presente relatório descreve o estágio curricular desenvolvido no Núcleo de Apoio à Investigação Clínica da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto, no âmbito do projeto europeu BEAMER (BEhavioral and Adherence Model for improving quality, health outcomes and cost-Effectiveness of healthcaRe). Este estudo clínico observacional e prospetivo teve como objetivo principal avaliar o comportamento de adesão terapêutica em doentes com insuficiência cardíaca, através da aplicação de instrumentos de autorrelato, incluindo o TAPQ (Treatment Adherence Perception Questionnaire), o MAT-7 (Medida de Adesão aos Tratamentos) e a VAS (Visual Analogic Scale) de adesão bem como questionários de avaliação de qualidade de vida e estado de saúde- EQ-5D-5L. O trabalho de estágio envolveu a participação na recolha de informação, análise e redação de resultados, em articulação com equipas multidisciplinares constituídas por profissionais de saúde e investigadores. A amostra foi constituída por 104 participantes com idade média de 62 anos (DP = 11,8), maioritariamente do sexo masculino (66,3%). Os resultados descritivos evidenciaram níveis globalmente elevados de adesão autorrelatada no TAPQ [Md=33,00; IQR 29–35,8], no MAT-7 [Md=5,715, IQR=71–5,86] e na VAS de adesão [Md=100,00; IQR=100,0 – 100,0]. A qualidade de vida relacionada com a saúde, avaliada pelo EQ-5D-5L, apresentou mediana de 7,5 [6,0–11,0], e a escala de saúde uma mediana de 70,0 [50,0 – 80,0] sugerindo limitações moderadas em alguns domínios. Na análise inferencial, observaram-se associações significativas entre o comportamento de adesão e variáveis psicométricas, nas dimensões controlo, consciência e prioridades em saúde. Este relatório evidencia a relevância da investigação clínica para a compreensão multidimensional da adesão terapêutica, permitindo identificar determinantes modificáveis que poderão sustentar futuras intervenções personalizadas. O estágio proporcionou ainda a consolidação de competências em gestão de estudos clínicos, recolha e análise de dados, reforçando a integração entre estatística aplicada, bioinformática e prática clínica.