Inteligência artificial em exames de imagem previne doenças em fetos e gestações de risco

Na era da informação, a inteligência artificial vem sendo uma importante aliada para automatizar processos em diferentes esferas da vida, inclusive na medicina. Em uma parceria com o grupo DASA, pesquisadores e alunos do IMPA (Instituto de Matemática Pura e Aplicada) deram uma contribuição inédita à área da medicina fetal. O grupo desenvolveu um algoritmo capaz de estimar com grande precisão o volume de líquido amniótico no útero de gestantes pela leitura de imagens 3D de ressonância magnética. A concordância entre as análises da ferramenta e a médica é de 93%.

O algoritmo pode ajudar na identificação de patologias e reduzir riscos na gravidez. No limite, poderia substituir a análise individual dos exames por médicos, o que permitiria enorme aumento da capacidade de avaliação de exames, em qualquer lugar do Brasil e do mundo, e a redução substancial dos custos.

Para desenvolver o algoritmo, a equipe do IMPA usou mais de 700 exames anonimizados cedidos pela DASA. O grupo usou redes neurais convolucionais e outras ferramentas modernas de estatística e aprendizado de máquina para treinar o algoritmo a reconhecer e classificar padrões a partir dos dados, bem como quantificar a incerteza de suas próprias previsões. “Apesar de começar adivinhando o que é ou não líquido de maneira aleatória, o algoritmo é capaz de rapidamente refinar seu entendimento e aprender nuances que só são claras para um médico especializado”, explica Paulo Orenstein, um dos pesquisadores do IMPA que coordenaram o projeto.

O médico Heron Werner, responsável pela medicina fetal da Dasa-RJ que colaborou diretamente com o projeto, explica que a informação trazida pelo algoritmo pode ajudar na identificação de patologias e reduzir riscos na gravidez. “Saber o volume é importante pois o líquido amniótico reflete o bem-estar do feto. Saber que está alterado é o primeiro sinal que nos faz buscar uma patologia de causa. Há uma série de patologias, como as renais, que diminuem o líquido amniótico. Por isso, quanto maior a precisão na avaliação, melhor.”

Com apoio da Faperj (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro), o grupo pretende expandir o algoritmo para explorar outras estruturas uterinas, como o cérebro do bebê e a placenta. A parceria também resultará em publicações acadêmicas.

Projeto faz parte do Centro Pi do IMPA

Desenvolvido durante um seminário de machine learning, o projeto faz parte do Centro de Projetos e Inovação do IMPA, o ‘Centro Pi’. Lançado recentemente, a estrutura quer potencializar colaborações técnicas do instituto com o setor produtivo. Além da parceria com a DASA em medicina fetal, o Centro Pi também está desenvolvendo projetos de aplicação de inteligência artificial em mamografia e neurologia.

“Esta parceria com a Dasa é um belo exemplo de como o IMPA está colaborando cada vez mais com o setor produtivo, promovendo o uso de conhecimento matemático avançado na resolução de problemas concretos de nossas empresas, para a geração de riqueza com forte valor social. E o Centro Pi vem dotar o Instituto dos meios técnicos e humanos para realizar essa prioridade estratégica de nosso plano diretor”, diz Marcelo Viana, diretor-geral do IMPA.

Uma das parcerias embrionárias do Centro Pi foi com a Stone, em 2020. Pesquisadores e alunos do IMPA foram encarregados de produzir um algoritmo de análise de capacidade financeira de terceiros para a concessão de crédito.

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