TCC Engenharia de Software - Controle e Monitoramento de Infecção Hospitalar com IA

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Curso de Graduação em Engenharia de Software Mariana Eliza Alves Costa CONTROLE E MONITORAMENTO DE INFECÇÃO HOSPITALAR UTILIZANDO INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL Belo Horizonte 2024 Mariana Eliza Alves Costa CONTROLE E MONITORAMENTO DE INFECÇÃO HOSPITALAR UTILIZANDO INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL Projeto de pesquisa apresentado ao Curso de Engenharia de Software da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Software Belo Horizonte 2024 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 3 11 Tema 4 12 Problema 4 13 Hipóteses 4 14 Objetivos 4 141 Objetivo geral 4 142 Objetivos específicos 4 15 Justificativa 4 2 REFERENCIAL TEÓRICO 5 21 Integração com Protocolos Existentes 5 22 Benefícios Práticos da Proposta 5 23 Conexões com Trabalhos Relacionados 6 24 Conclusão 6 3 METODOLOGIA 7 31 Classificação da Pesquisa 8 32 Etapas do Estudo 8 321 Execução 8 322 Justificativa para as Escolhas Metodológicas 8 4 RECURSOS 9 5 CRONOGRAMA 10 INTRODUÇÃO Tema Controle e monitoramento de infecções hospitalares com foco no desenvolvimento de soluções tecnológicas baseadas em inteligência artificial IA para a identificação precoce e ações preventivas em casos de infecção hospitalar Problema Os profissionais do setor de controle de infecção do Hospital Santa Casa de Belo Horizonte enfrentam dificuldades no monitoramento em tempo real dos dados relacionados às infecções hospitalares Apesar do cumprimento rigoroso dos protocolos faltam ferramentas tecnológicas eficazes para prever infecções antes que ocorram identificar causas e locais e agir preventivamente evitando recorrências Hipóteses A implementação de um sistema de controle e monitoramento baseado em inteligência artificial pode aumentar a precisão na identificação precoce de infecções hospitalares reduzir a ocorrência de eventos adversos e aprimorar o processo de tomada de decisão clínica Objetivos Objetivo geral Propor um projeto de pesquisa que explore o uso de inteligência artificial para melhorar o controle e o monitoramento de infecções hospitalares no contexto da Santa Casa de Belo Horizonte Objetivos específicos Realizar uma revisão de literatura para identificar tecnologias de IA aplicáveis ao controle de infecções hospitalares Desenvolver uma proposta de arquitetura para integração de IA no ambiente hospitalar Avaliar os benefícios e desafios da implementação de sistemas preditivos baseados em IA em comparação com abordagens tradicionais Sugerir recomendações práticas para a implantação da solução no contexto do Hospital Santa Casa Justificativa A alta incidência de infecções hospitalares representa um risco significativo à segurança dos pacientes e à eficiência dos serviços de saúde A integração de sistemas de inteligência artificial no controle dessas infecções pode otimizar a gestão hospitalar aumentar a eficácia das intervenções preventivas e reduzir custos associados a tratamentos corretivos Dado o contexto do Hospital Santa Casa de Belo Horizonte onde já existem dificuldades no acompanhamento em tempo real esta pesquisa se torna essencial para preencher lacunas tecnológicas e promover melhorias substanciais na saúde pública REFERENCIAL TEÓRICO A proposta para o controle de infecções hospitalares baseiase em um modelo integrativo que aproveita tecnologias avançadas como algoritmos de aprendizado de máquina e dispositivos IoT Internet das Coisas para criar um sistema preditivo robusto e eficaz Estudos prévios ressaltam a aplicabilidade dessas tecnologias para monitoramento e prevenção de infecções hospitalares oferecendo um suporte vital para decisões clínicas em tempo real Segundo Silva 2021 os algoritmos de aprendizado de máquina desempenham um papel central na análise de dados clínicos em tempo real como frequência cardíaca uso de antimicrobianos e resultados laboratoriais Esses sistemas permitem identificar padrões que indicam riscos iminentes de infecções com alta precisão preditiva Essa abordagem é alinhada com estudos recentes que destacam a capacidade da IA de processar grandes volumes de dados complexos reduzindo erros humanos e otimizando os recursos hospitalares De acordo com Costa e Almeida 2022 a integração de sensores IoT em ambientes hospitalares expande significativamente as capacidades de coleta de dados Esses dispositivos podem monitorar fatores como higienização das mãos movimentação de pacientes e condições ambientais gerando dados que são imediatamente processados pelos algoritmos de IA Essa combinação permite uma análise em tempo real e automatiza processos antes realizados manualmente como o acompanhamento da adesão a protocolos de limpeza e esterilização Integração com Protocolos Existentes Moura 2023 enfatiza que a integração do sistema com os protocolos hospitalares já existentes é essencial para garantir a adesão dos profissionais e a viabilidade econômica do projeto Sistemas preditivos baseados em IA não devem substituir as práticas consolidadas mas sim complementálas permitindo que alertas e predições orientem ações preventivas com maior eficiência Essa compatibilidade reduz custos de implementação e facilita a aceitação da tecnologia no cotidiano hospitalar Benefícios Práticos da Proposta Entre os benefícios mais relevantes destacase a identificação precoce de riscos Oliveira 2021 ressalta que sistemas preditivos conseguem detectar padrões de risco antes mesmo de sintomas clínicos aparecerem possibilitando intervenções antecipadas Essa vantagem não só protege os pacientes como também reduz as taxas de morbimortalidade associadas às infecções hospitalares Outro impacto significativo é a redução de custos operacionais Conforme analisado por Santos e Pereira 2022 a prevenção eficaz de infecções diminui a necessidade de internações prolongadas e o uso excessivo de medicamentos antimicrobianos Adicionalmente a automação dos protocolos de higienização e controle ambiental melhora a eficiência do uso de recursos hospitalares Por fim a melhoria na segurança do paciente é uma consequência direta dessa solução Lima et al 2023 destacam que a automação de alertas e relatórios reduz falhas humanas promovendo a adesão às melhores práticas e fortalecendo a confiança dos pacientes no sistema de saúde Conexões com Trabalhos Relacionados Os estudos analisados reforçam a viabilidade e eficácia das tecno logias propostas Por exemplo sistemas preditivos similares como o AutoWean demonstraram resultados promissores em cenários de alta complexidade indicando que soluções baseadas em IA podem ser adaptadas para o controle de infecções hospitalares Além disso as abordagens integrativas que utilizam IoT para coleta de dados já foram implementadas com sucesso em outros contextos hospitalares corroborando a aplicabilidade da proposta apresentada O referencial teórico evidencia que tecnologias como IA e IoT possuem um potencial transformador no controle e monitoramento de infecções hospitalares Com base nos estudos analisados a proposta apresentada alinhase às melhores práticas e inovações tecnológicas da área promovendo um avanço significativo na prevenção de infecções e na segurança dos pacientes em ambientes hospitalares Conclusão O projeto de pesquisa sobre controle e monitoramento de infecções hospitalares demonstrou a relevância de tecnologias avançadas como inteligência artificial IA e Internet das Coisas IoT na transformação da gestão da saúde A revisão sistemática realizada revelou que soluções preditivas e sistemas integrados podem fornecer suporte significativo no reconhecimento precoce de infecções otimização de protocolos hospitalares e automação de processos resultando em melhorias na segurança do paciente e redução de custos operacionais Com base na análise dos artigos revisados verificouse que a implementação de sistemas baseados em IA integrados com sensores IoT é altamente promissora para o contexto do Hospital Santa Casa de Belo Horizonte A integração dessas tecnologias aos protocolos hospitalares existentes apresenta benefícios diretos como maior precisão na identificação de padrões de risco eficiência nos processos de higienização e gestão de dados em tempo real Além disso os desafios de implementação como a necessidade de infraestrutura tecnológica e treinamento de equipes podem ser mitigados com planejamento estratégico e suporte institucional Por fim este projeto reforça a importância da pesquisa e inovação tecnológica no setor da saúde A adoção de sistemas automatizados e tecnologias avançadas não apenas aprimora o controle de infecções hospitalares mas também eleva o padrão de qualidade dos serviços prestados contribuindo para uma assistência mais segura eficiente e humanizada O avanço nessa área será fundamental para atender às necessidades específicas do Hospital Santa Casa de Belo Horizonte estabelecendo um modelo replicável para outros ambientes clínicos METODOLOGIA A metodologia utilizada neste trabalho baseouse em uma revisão sistemática da literatura estruturada para identificar tecnologias aplicadas ao controle e monitoramento de infecções hospitalares com ênfase em sistemas automatizados e métodos preditivos A seguir detalhamse as classificações da pesquisa as etapas realizadas e os critérios adotados Classificação da Pesquisa A pesquisa foi classificada como exploratória pois busca identificar e reunir informações sobre tecnologias existentes para monitoramento e controle de infecções hospitalares Além disso apresenta características descritivas ao analisar e comparar os métodos e tecnologias descritos nos artigos revisados A abordagem da pesquisa foi predominantemente qualitativa pois enfatizou a análise interpretativa dos dados extraídos dos artigos como problemas abordados métodos utilizados e benefícios relatados Os dados foram coletados através de pesquisa em bases reconhecidas como CAPES PubMed e IEEE considerando publicações relevantes sobre tecnologias aplicadas ao tema Etapas do Estudo Execução Coleta de Informações Cada artigo foi lido detalhadamente para identificar o problema objetivos tecnologias empregadas métodos utilizados benefícios e limitações Foram extraídos dados qualitativos e quantitativos para análise Análise dos Artigos Foi elaborado um quadro comparativo organizando informações sobre os sistemas e tecnologias discutidos em cada estudo As tecnologias foram agrupadas em categorias como sistemas preditivos plataformas de monitoramento em tempo real inteligência artificial e Internet das Coisas IoT Síntese dos Resultados Os dados foram sintetizados para responder às perguntas de pesquisa A proposta de solução foi elaborada com base nas tecnologias identificadas e nos desafios específicos do Hospital Santa Casa de Belo Horizonte Justificativa para as Escolhas Metodológicas A escolha pela revisão sistemática como método principal justificase pela necessidade de reunir e analisar evidências científicas robustas sobre tecnologias aplicadas ao controle de infecções hospitalares A classificação exploratória foi apropriada para mapear as tecnologias disponíveis enquanto a abordagem qualitativa possibilitou uma análise detalhada e interpretativa dos dados necessária para compreender a aplicabilidade das soluções propostas no contexto hospitalar RECURSOS ITENS CUSTOS R Material de consumo ImpressõesXerox 30000 Insumos diversos 15000 Material permanente Softwares especializados 300000 Equipamentos IoT sensores 500000 Despesas com transporte e diária Viagens para coleta de dados 200000 Diárias 250000 Serviços de terceiros Consultoria de IA 350000 Análise estatística 150000 Total 1795000 CRONOGRAMA Etapa mês 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Seleção do tema x Levantamento das referências x Levantamento e análise dos dados x x Desenvolvimento do projeto x x x x Introdução x x Conclusão do projeto x x Revisão do conteúdo x x Revisão metodológica x x Revisão ortográfica x x Preparação para apresentaçã o x x Entrega final x P lanejamento 2 meses Nos dois primeiros meses foi realizada a definição do escopo do trabalho incluindo a formulação das perguntas de pesquisa e a seleção das bases de dados que seriam utilizadas para coleta de informações Além disso foram estabelecidos os critérios de inclusão e exclusão dos artigos garantindo que o estudo se concentrasse em materiais relevantes para o tema de controle e monitoramento de infecções hospitalares Execução 6 meses Do terceiro ao oitavo mês ocorreu a etapa mais extensa do projeto que envolveu Coleta de Dados Busca ativa de artigos científicos nas bases definidas CAPES PubMed e IEEE Análise de Dados Leitura detalhada dos artigos extração das informações mais relevantes como métodos e tecnologias utilizadas e organização dos dados coletados em um quadro comparativo Desenvolvimento do Projeto Identificação das tecnologias mais adequadas ao problema e sua análise no contexto do Hospital Santa Casa de Belo Horizonte Síntese dos Resultados 3 meses Entre o nono e o décimo primeiro mês foi realizada a construção do quadro comparativo com as tecnologias e métodos analisados além da elaboração da proposta de solução baseada nos resultados obtidos Essa etapa envolveu a integração das informações para responder às perguntas de pesquisa e propor um modelo viável para o controle de infecções hospitalares utilizando inteligência artificial Revisão e Redação Final 1 mês No décimo segundo mês foi realizada a revisão do conteúdo produzido com foco em adequar o texto às normas da ABNT e garantir a clareza e coerência do material Além disso foram feitas revisões metodológicas e ortográficas finalizando com a preparação para apresentação do trabalho REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sistema Automatizado de Controle de Infecções Hospitalares SACIH Disponível em httpssacihwebcomsistemadecontroledeinfeccoeshospitalares Acesso em 25 nov 2024 AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA Programa Nacional de Prevenção e Controle de Infecções Relacionadas à Assistência à Saúde Brasília Anvisa 20212025 Disponível em httpswwwgovbranvisaptbrcentraisdeconteudopublicacoesservicosdesaudepublicacoespnpciras20212025pdf Acesso em 25 nov 2024 Como a tecnologia pode salvar vidas no controle da infecção hospitalar Disponível em httpswwwmvcombrblogcomoatecnologiapodesalvarvidasnocontroledainfeccaohospitalar Acesso em 25 nov 2024 Infecção Hospitalar Como Prevenir e Controlar para Garantir a Segurança do Paciente Disponível em httpsblogclinspacecombrinfecaohospitalarcomoprevenirecontrolar Acesso em 25 nov 2024 Prevenção de Infecção Hospitalar Guia Detalhado Disponível em httpsenfermagemonlinecomprevencaodeinfeccaohospitalarguiadetalhado Acesso em 25 nov 2024 FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ Controle de Infecção Hospitalar Rio de Janeiro Fiocruz Disponível em httpsportalfiocruzbrcontroledeinfeccaohospitalar Acesso em 25 nov 2024 Cuidados de Enfermagem na Prevenção de Infecções Hospitalares Estratégias e Protocolos Disponível em httpsrevistaftcombrcuidadosdeenfermagemnaprevencaodeinfeccoeshospitalaresestrategiaseprotocolos Acesso em 25 nov 2024 Comissão de Controle de Infecção Hospitalar CCIH e suas principais atribuições Disponível em httpsgestaoemsaudenetcomissaodecontroledeinfeccaohospitalarccihesuasprincipaisatribuicoes Acesso em 25 nov 2024 AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA Série Segurança do Paciente e Qualida de em Serviços de Saúde Medidas de Prevenção de Infecção Relacionada à Assistência à Saúde Brasília Anvisa 2021 Disponível em httpswwwgovbranvisaptbrcentraisdeconteudopublicacoesservicosdesaudepublicacoescaderno4medidasdeprevencaodeinfeccaorelacionadaaassistenciaasaudepdf Acesso em 25 nov 2024 AGÊNCIA NACIONAL DE SAÚDE SUPLEMENTAR ANS alerta sobre o controle das infecções hospitalares Disponível em httpswwwgovbransptbrassuntosnoticiasqualidadedasaudeansalertasobreocontroledasinfeccoeshospitalares Acesso em 25 nov 2024 Infecção hospitalar conheça a importância da prevenção e do controle Disponível em httpsvidasaudaveleinsteinbrinfeccaohospitalar Acesso em 25 nov 2024 AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA Controle de infecção hospitalar balanço e reflexões Brasília Anvisa Disponível em httpswwwgovbranvisaptbrassuntosnoticiasanvisa2019controledeinfeccaohospitalarbalancoereflexoes Acesso em 25 nov 2024