Novas Métodos para Medir a Dor Pós-operatória
Um estudo investiga técnicas avançadas para avaliar a dor após a cirurgia.
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Índice
A dor é uma sensação que todo mundo vive de um jeito diferente. Pode ser física ou emocional e geralmente vem de lesões ou danos ao corpo. A dor é normalmente dividida em dois tipos: aguda e crônica. A dor aguda é a resposta imediata a algo prejudicial, como um corte ou uma queimadura, enquanto a Dor Crônica dura mais tempo, frequentemente mais de três meses, e pode continuar mesmo depois que a causa já foi tratada.
Dor Aguda Após Cirurgia
Depois da cirurgia, muitos pacientes sentem dor aguda. Estudos mostram que uma grande parte dos pacientes relata dor depois de procedimentos cirúrgicos, muitas vezes descrevendo-a como moderada a extrema. Os profissionais de saúde costumam usar duas formas principais para medir os níveis de dor: uma Escala Numérica (NRS) e uma Escala Verbal (VRS). Esses métodos exigem que os pacientes estejam acordados e consigam comunicar o quanto de dor estão sentindo. No entanto, alguns pacientes, como crianças pequenas, idosos com demência ou pessoas gravemente doentes, podem ter dificuldade em expressar sua dor. Para esses pacientes, escalas especializadas que observam o comportamento são recomendadas.
Desafios na Medição da Dor
Mesmo com diferentes escalas e métodos, medir dor pode ser complicado. Relatos pessoais podem ser influenciados por muitos fatores, como a motivação da pessoa para responder de uma certa forma. Também pode haver viés que surge da interpretação do provedor de saúde sobre as expressões do paciente. Isso pode levar a mal-entendidos, especialmente em populações minoritárias onde a dor pode ser subestimada.
Avaliação Multimodal da Dor
Para lidar com as limitações dos métodos tradicionais de medição da dor, pesquisadores estão buscando uma abordagem multimodal, que combina várias formas de medir a dor. Em vez de depender apenas de relatos pessoais ou observações, esse método planeja incluir indicadores Fisiológicos como frequência cardíaca, condutância da pele, atividade elétrica no cérebro e atividade muscular, junto com sinais comportamentais como expressões faciais. O objetivo é criar uma avaliação mais abrangente da dor, especialmente para aqueles que não conseguem relatar sua dor com precisão.
Com o aumento da tecnologia conectada, como dispositivos vestíveis, o monitoramento contínuo dos níveis de dor pode se tornar possível. Pesquisas anteriores analisaram vários sinais fisiológicos em ambientes controlados, mas muitas vezes com participantes saudáveis. Coletar dados de pacientes reais em ambientes clínicos é essencial para ver como esses métodos funcionam em condições reais, especialmente após a cirurgia.
O Estudo iHurt
Um estudo recente focou em desenvolver uma maneira melhor de avaliar a dor em pacientes pós-operatórios. Os pesquisadores coletaram dados de 25 pacientes que passaram por cirurgia e relataram níveis variados de dor. Vários biosinais, como atividade cardíaca, atividade muscular e resposta da pele, foram coletados enquanto os pacientes realizavam movimentos leves. Junto com esses dados, os pesquisadores também anotaram informações básicas sobre os pacientes, como idade e peso.
O estudo tinha como objetivo desenvolver um sistema para medir a dor com base tanto nos sinais fisiológicos quanto nos relatos dos pacientes. Essa foi a primeira tentativa de coletar tais dados especificamente de pacientes pós-operatórios, e os pesquisadores tiveram cuidado para garantir que os dados coletados fossem de alta qualidade.
Processamento de Dados
Coletar dados foi só o começo; processá-los corretamente era crucial. O primeiro passo foi limpar os dados eliminando ruídos de sinais indesejados, garantindo que a informação fosse clara e precisa. Após a limpeza, os pesquisadores extraíram características importantes dos dados para ajudar na avaliação dos níveis de dor.
Os dados coletados eram vastos, e para facilitar a análise, os pesquisadores também usaram técnicas avançadas que comprimiram os dados enquanto mantinham suas informações essenciais. Essas técnicas facilitam o gerenciamento dos dados pelos sistemas computacionais sem perder detalhes importantes.
Abordando Dados Desbalanceados
Um dos principais desafios nesse estudo foi o desbalanceamento nos níveis de dor relatados. Alguns níveis de dor foram relatados com muito mais frequência que outros. Para contornar isso, os pesquisadores usaram técnicas para criar um conjunto de dados mais balanceado, permitindo que eles também se concentrassem nos níveis de dor menos frequentemente relatados.
Duas estratégias principais foram usadas para enfrentar esse problema. A primeira se chamou “aumento da amostra minoritária,” que aumenta artificialmente o número de instâncias de níveis de dor menos comuns. A segunda foi “supervisão fraca,” que usa modelos de aprendizado de máquina para estimar níveis de dor para dados que não tinham rótulos fortes.
Construindo o Modelo de Avaliação da Dor
Os pesquisadores usaram vários modelos para construir um sistema de avaliação da dor. Eles empregaram várias técnicas de aprendizado de máquina para analisar os dados coletados e fazer previsões sobre os níveis de dor. Testaram abordagens unimodais, que dependem de um único tipo de dado, e abordagens multimodais, que combinam diferentes tipos de dados para melhores resultados.
Diferentes configurações foram avaliadas, como usar apenas um tipo de sinal comparado a combinar múltiplos sinais. Assim, puderam determinar qual abordagem fornecia as avaliações de dor mais precisas.
Experimentando com Técnicas de Fusão
Ao usar múltiplos tipos de dados, os pesquisadores tinham duas maneiras principais de combinar as informações: fusão antecipada, onde os dados de diferentes fontes são combinados antes da análise, e fusão tardia, onde cada tipo de dado é analisado separadamente e os resultados são então combinados. Cada método tem suas vantagens e possíveis desvantagens.
Os resultados mostraram que o método de fusão antecipada geralmente apresentava um desempenho melhor em geral. Ao combinar características relacionadas antes da análise, ficou mais fácil detectar padrões entre as diferentes fontes de dados, levando a resultados melhores na previsão dos níveis de dor.
Resultados e Descobertas
Os resultados do estudo indicaram que usar uma combinação de dados pode nem sempre superar fontes de dados únicas em todos os casos. Por exemplo, modelos focados apenas em certos sinais fisiológicos às vezes produziam melhores resultados que modelos que combinavam todos os sinais. Essa descoberta destacou a complexidade de medir dor e a necessidade de consideração cuidadosa na escolha dos melhores sinais para avaliação.
A pesquisa sugeriu que, embora combinar múltiplos tipos de dados seja vantajoso, pode nem sempre levar a previsões melhores, especialmente em casos onde os sinais podem introduzir ruído ou quando os dados não estão bem alinhados.
Direções Futuras
Uma área crítica para exploração futura é a criação de sistemas de avaliação da dor em tempo real. Esses sistemas precisariam funcionar efetivamente mesmo quando algumas fontes de dados estivessem faltando ou com ruído. Os pesquisadores pretendem desenvolver modelos capazes de selecionar dinamicamente os melhores tipos de dados a serem usados para previsões, melhorando o desempenho enquanto conservam recursos.
Outro aspecto significativo a ser considerado é a presença de ruído, especialmente dos movimentos dos pacientes durante a coleta de dados. Estudos futuros devem investigar a minimização desses tipos de interferências para melhorar a qualidade geral dos dados coletados.
Conclusão
Há uma necessidade urgente de melhores formas de medir a dor, especialmente em populações de pacientes vulneráveis. O estudo discutido aqui apresenta um novo método que considera tanto fatores fisiológicos quanto comportamentais, oferecendo um vislumbre de como a avaliação da dor pode evoluir.
Coletando e analisando sinais diversos dos pacientes, os pesquisadores esperam desenvolver sistemas que forneçam medições de dor mais precisas. Isso pode ajudar os profissionais de saúde a oferecer um melhor manejo da dor adaptado às necessidades individuais.
À medida que a tecnologia continua a evoluir, encontrar maneiras eficazes de medir a dor continuará sendo uma área crucial de pesquisa. O objetivo final é garantir que todos os pacientes recebam o melhor cuidado possível durante suas experiências dolorosas, melhorando, assim, sua recuperação e qualidade de vida.
Título: Multimodal Pain Recognition in Postoperative Patients: A Machine Learning Approach
Resumo: ObjectiveTo develop and evaluate a multimodal machine learning-based objective pain assessment algorithm on data collected from post-operative patients. MethodsThe proposed method addresses the major challenges that come with using data from such patients like the imbalanced distribution of pain classes and the scarcity of ground-truth labels. Specifically, we extracted automatic features using a convolutional autoencoder (AE) along with data augmentation techniques like weak supervision and minority oversampling to improve our models predictive performance. This method was used in conjunction with four different machine learning classifiers: Adaptive Boosting (AdaBoost), Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), and K-Nearest Neighbors (KNN) to perform binary classification on three increasing levels of pain when compared to no pain. ResultsOur models are able to recognize different pain levels with an average balanced accuracy of over 80%. ConclusionThis is the first multimodal pain recognition work done on postoperative patients and our proposed method provides valuable insights for automatic acute pain recognition in such patients.
Autores: Ajan Subramanian, R. Cao, E. K. Naeni, S. A. H. Aqajari, T. D. Hughes, M.-D. Calderon, K. Zheng, N. Dutt, P. Liljeberg, S. Salanterä, A. M. Nelson, A. M. Rahmani
Última atualização: 2023-06-12 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.07.23291094
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.07.23291094.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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