UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO UTILIZAÇÃO DE RACIOCÍNIO BASEADO EM CASOS NA DETERMINAÇÃO DE APARELHOS AUDITIVOS VIA WEB Área de Inteligência Artificial por Ivan Carlos Matos Anita Maria da Rocha Fernandes, Profª. Dra. Orientadora Mirela Cristina Matos, Bel. Co-orientadora São José (SC), junho de 2007. UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO UTILIZAÇÃO DE RACIOCÍNIO BASEADO EM CASOS NA DETERMINAÇÃO DE APARELHOS AUDITIVOS VIA WEB Área de Inteligência Artificial por Ivan Carlos Matos Relatório apresentado à Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão do Curso de Ciência da Computação para análise e aprovação. Orientadora: Profª. Dra. Anita Maria da Rocha Fernandes. São José (SC), junho de 2007. SUMÁRIO LISTA DE ABREVIATURAS................................................................. iv LISTA DE FIGURAS ............................................................................... v LISTA DE TABELAS...............................................................................vi RESUMO ............................................................................................... VIi ABSTRACT ......................................................................................... VIII 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................... 1 1.1 PROBLEMATIZAÇÃO ....................................................................................... 2 1.1.1 Formulação do Problema .................................................................................. 2 1.2 OBJETIVOS .......................................................................................................... 4 1.2.1 Objetivo Geral .................................................................................................... 4 1.2.2 Objetivos Específicos.......................................................................................... 4 1.3 METODOLOGIA.................................................................................................. 5 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO .......................................................................... 5 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ......................................................... 6 2.1 INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL .......................................................................... 6 2.1.1 Definições de Inteligência Artificial .................................................................. 6 2.1.2 Histórico da Inteligência Artificial ................................................................... 6 2.1.3 Modelos de Inteligência Artificial ..................................................................... 7 2.2 RACIOCÍNIO BASEADO EM CASOS (RBC) .................................................. 8 2.2.1 Introdução ........................................................................................................... 8 2.2.2 Histórico ............................................................................................................ 10 2.2.3 Ciclo do RBC .................................................................................................... 11 2.3 INTRODUÇÃO A FONOAUDIOLOGIA ........................................................ 16 2.3.1 Histórico ............................................................................................................ 16 2.3.2 A Audiologia ..................................................................................................... 17 2.4 INFORMÁTICA NA SAÚDE............................................................................. 22 2.4.1 História da Informática em Saúde no Brasil ................................................. 24 2.4.2 Aplicações da Informática em Saúde ............................................................. 26 2.4.3 Inteligência Artificial em Saúde ...................................................................... 29 2.4.4 Histórico e Evolução dos Sistemas de Apoio a Decisão (SAD) na Saúde .... 31 2.4.5 Aplicações que Utilizaram RBC na Saúde ..................................................... 34 2.5 AUDIO-IN ............................................................................................................ 35 3 DESENVOLVIMENTO....................................................................... 37 3.1AUDIOSYS...........................................................................................................40 3.2 MODELAGEM DO SISTEMA.........................................................................41 3.2.1 Requisitos..........................................................................................................41 3.2.2 Use Cases...........................................................................................................49 3.2.3 Diagramas..........................................................................................................61 3.3 MODELO ENTIDADE RELACIONAMENTO (ER).....................................63 3.4 INTERFACE DO SISTEMA.............................................................................64 4 CONCLUSÕES .................................................................................... 70 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................... 71 iii LISTA DE ABREVIATURAS AAS AGC CNPq COPPE ENG EOA EUA FM HP IA IAM IAS ID3 INCOR MCL MOPs PAB PC PHP RBC RIC RNIS RUP SAD SE SIH UCL UFRJ UNIFESP UNIVALI USP VENG Aparelho de Amplificação Sonora Automatic Gain Control Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Coordenação dos Programas de Pós-graduação de Engenharia Eletronistagmografia Emissões Otoacústicas Evocadas Estados Unidos da América Frequency Modulation Hewlett-Packard Inteligência Artificial Inteligência Artificial Médica Inteligência Artificial Simbólica Indutive Retrivial Instituto do Coração Limiar de Maior Conforto Memory Organization Packets Piso Assistencial Básico Peak Clipping Hypertext Preprocessor Raciocínio Baseado em Casos Registro de Identificação Civil Rede Nacional de Informação em Saúde Registro Único do Paciente Sistema de Apoio a Decisão Sistema Especialista Sistema de Informatização Hospitalar Limiar de Desconforto Universidade Federal do Rio de Janeiro Universidade Federal de São Paulo Universidade do Vale do Itajaí Universidade de São Paulo Vectoeletronistagmografia LISTA DE FIGURAS Figura 1: Ciclo de um RBC.......................................................................................................11 Figura 2: Fórmula da Similaridade............................................................................................13 Figura 3: Sistema Auditivo........................................................................................................18 Figura 4: Evolução da IA em Saúde..........................................................................................30 Figura 5: Estrutura do Sistema Áudio-In..................................................................................35 Figura 6: Fluxo de Informações do Sistema..............................................................................38 Figura 7: Diagrama de Atividades.............................................................................................60 Figura 8: Diagrama de Colaboração do Cadastro de Exames....................................................60 Figura 9: Diagrama de Colaboração do Cadastro de Aparelho..................................................61 Figura 10: Diagrama de Colaboração de Indicação e Seleção de Aparelhos.............................61 Figura 11: Modelo Físico do Banco de Dados...........................................................................62 Figura 12: Tela de Login............................................................................................................63 Figura 13: Tela de Boas Vindas.................................................................................................63 Figura 14: Tela de Cadastro de Pacientes...................................................................................64 Figura 15: Tela de Cadastro da Anamnese.................................................................................65 Figura 16: Tela de Exame da Audiometria.................................................................................66 Figura 17: Tela de Exame da Imitância Acústica.......................................................................67 Figura 18: Indicação do AASI....................................................................................................68 Figura 19: Tela dos Dados Técnicos do Aparelho Auditivo......................................................69 v LISTA DE TABELAS Tabela 1. Variáveis relacionadas ao exame da Audiometria .............................................................39 Tabela 2. Variáveis relacionadas ao exame da Imitância Acústica....................................................40 Tabela 3. Variáveis relacionadas ao exame de Pré-Seleção...............................................................40 vi RESUMO MATOS, Ivan Carlos. Utilização de Raciocínio Baseado em Casos na Determinação de Aparelhos Auditivos Via Web. São José, 2007. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação) – Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade do Vale do Itajaí, São José, 2007. A deficiência auditiva tem sido considerada uma doença severamente incapacitante. Para minimizar seus efeitos, Sistemas de Amplificação Sonora Individual têm sido desenvolvidos e aprimorados até os dias de hoje. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um software capaz de disponibilizar via Web à seleção e indicação de aparelho de amplificação sonora individual, auxiliando o trabalho do profissional e do acadêmico de fonoaudiologia para obtenção de respostas rápidas e de forma inteligente usando a técnica de Raciocínio Baseado em Casos (RBC). Objetivou-se através desde projeto a concepção de uma ferramenta que auxiliasse e facilitasse a escolha de aparelhos de amplificação sonora com base em experiências passadas, porém este foi o início de um projeto maior que considera outros aspectos da área fonoaudilógica. A principal motivação que originou a idéia para o estudo foi a necessidade de um sistema de informação ligado à tomada de decisão que utilizasse da técnica de RBC como meio facilitador. Outro fator está ligado aos laboratórios de Fonoaudiologia da UNIVALI, principalmente em seu Centro de Referência em Reabilitação Auditiva, que necessitam desse tipo de sistema executando em um servidor para que possa dar suporte a vários alunos ao mesmo tempo facilitando o aprendizado e auxiliando o acompanhamento do aluno pelo professor. O sistema foi desenvolvido em PHP tendo como banco de dados o MySQL. A técnica de similaridade utilizada foi a do vizinho mais próximo com cityblock. Palavras-chave: Raciocínio Baseado em Casos. Informática em Saúde. Aparelho de Amplificação Sonora. vii ABSTRACT The impaired hearing has been considered a very inhibiting disease. In order to minimize its effects, Individual Voiced Amplification Systems have been developed and improved until recently. The goal of this abstract is to develop software that will be available via Web to the selection and indication of Individual Voiced Amplification devices, helping and supporting the work of Professional Phoneticians and student in order to obtain quick and intelligent answers using the technique of Case Based Reasoning (CBR). The intention of this Project is the conception of a device that supports and helps the choice of sound amplification devices based on previous experiences, although this is the beginning of a bigger project that will involve other aspects in the phonetics area. The main motivation that brought out the idea for this study was the necessity of the CBR technique use as a media user-friendly in a system of information linked to making up decisions. Another factor is linked to UNIVALI Phonetics Laboratories, mainly in its Reference Center in Aural Rehabilitation, that need this type of software in a Server to give support to its students and at the same time helping the learning system and its teachers. The system was developed in PHP tends as database MySQL. The technique of used similarity was of the Nearest Neighbor Retrieval with cityblock.. Keywords: Case Based Reasoning. Computer Science in Health. Individual Voiced Amplification Systems. viii 1 INTRODUÇÃO A deficiência auditiva tem sido considerada uma doença severamente incapacitante. Para minimizar seus efeitos, Sistemas de Amplificação Sonora Individual têm sido desenvolvidos e aprimorados até os dias de hoje (ALMEIDA & IORIO, 1996). Os autores supracitados trazem que, o uso da prótese auditiva tem como finalidade primária a amplificação sonora, além disso, é o instrumento utilizado para facilitar a educação e o desenvolvimento psico-social e intelectual do deficiente auditivo. Apesar de todo esse avanço no setor, percebe-se a carência de mecanismos facilitadores para diminuir o longo processo de seleção, indicação e adaptação de aparelho auditivo ao usuário. Neste contexto, desenvolveu-se um software capaz de disponibilizar via Web a seleção e indicação de aparelho de amplificação sonora individual, auxiliando o trabalho do profissional fonoaudiólogo para obtenção de respostas rápidas e de forma inteligente. Um sistema similar chamado Áudio - In foi desenvolvido no ano de 2000 para determinação de aparelhos auditivos, contudo havia algumas limitações no software que além de ser stand-alone apresentava somente o aparelho recomendado e não fazia o acompanhamento e os registros de controle do paciente (SANTOS, 2000). Para tal trabalho utilizou-se Raciocínio Baseado em Casos (RBC), técnica de Inteligência Artificial (IA), a qual determina através de casos anteriores a melhor indicação em termo de amplificação sonora para benefício satisfatório do usuário, conseqüentemente, sua habituação quanto a seu uso. Para operacionalização do software, o profissional fonoaudiólogo e/ou o aluno de fonoaudiologia entra com um login e senha, faz o cadastro dos dados pessoais do paciente preenche a ficha de anamnese e fornece ao sistema os resultados obtidos nos exames audiológicos, os quais apontam o grau e o tipo de perda auditiva. Após o envio destas informações, o sistema por meio de dados armazenados coleta a ocorrência mais similar e indica o aparelho com melhor ganho acústico para o caso. O sistema foi implemetado em PHP usando como banco de dados o MySQL. 1.1 PROBLEMATIZAÇÃO A comunidade científica bem como o senso comum consideram a surdez como sendo um problema de saúde que afeta o indivíduo social e psicologicamente. Atualmente a inovação tecnológica tem feito maravilhas na melhora auditiva das pessoas lançando aparelhos auditivos de altíssima qualidade e com conforto acústico preciso, porém, os procedimentos e materiais utilizados em todo o processo de protetização acabam por serem de acesso restrito, o que o torna mais demorado. Com essa crescente evolução tecnológica afetando diretamente a área da saúde, trabalha-se para que a mesma possa implicar uma série de mudanças neste panorama, onde o profissional já não é mais o único detentor do conhecimento. Vive-se em tempos onde é difícil imaginar a área da saúde sem a utilização de técnicas como a Inteligência Artificial e seus diversos recursos computacionais, os quais possibilitam ao software uma melhor relação com o profissional, e sem a Internet, que é uma tecnologia de informação poderosa, capaz de armazenar e disponibilizar os mais diversos recursos e assuntos. Este trabalho apresenta uma solução para o apoio a decisão baseado no modelo de armazenamento de informações da memória humana, permitindo assim que a união da informática com a saúde possua a capacidade de interação de forma rápida, eficiente e moderna. Através desse sistema, profissionais da área de fonoaudiologia fornecem informações ao sistema que as coleta, processa e apresenta a melhor solução para os determinados casos. Ou seja, o sistema utilizará o conceito de Raciocínio Baseado em Casos. (VON WANGENHEIM & VON WANGENHEIM, 2003) 1.1.1 Formulação do Problema Este trabalho foi desenvolvido com intuito de minimizar o tempo gasto pelo especialista de fonoaudiologia, e tornar mais rápida e inteligente a escolha do aparelho de amplificação sonora. Atualmente os sistemas utilizados na UNIVALI em seu Centro de Referência em Reabilitação Auditiva para determinação de aparelhos auditivos são Stand-Alone, dificultando o acompanhamento do paciente que tem seus dados armazenados somente em uma máquina. O desenvolvimento deste novo sistema permitirá ao aluno e professor uma assistência mais adequada, pois, os dados do paciente estão armazenados em um banco de dados no servidor que disponibiliza os recursos a diversas outras estações de trabalho. 2 Neste sentido a seguir são explicitados alguns passos que são usados para a indicação, seleção e adaptação para próteses auditivas: • Análise da Faixa Etária do Paciente Segundo Katz (1989), o candidato adulto ao uso de prótese auditiva tem sua necessidade dividida em dois fatores, fator audiológico e fator motivacional. O fator audiológico: informa através de avaliação audiológica, a necessidade de amplificação, a partir da descrição do tipo, do grau, e da configuração da perda auditiva. O fator motivacional: vem da motivação e crença de que a amplificação sonora provavelmente irá lhe trazer benefícios auditivos. Está relacionado à aceitação da prótese em si. A adaptação em criança deve ser feita o mais precocemente possível, tão logo o diagnóstico da deficiência auditiva tenha sido identificada. Deste modo qualquer criança, com qualquer perda de audição significativa, deve ser considerada candidata ao uso da amplificação. (ibidem) • Parecer da avaliação médica Otorrinolaringológica O otorrinolaringologista deve assumir o papel de avaliar e encaminhar, ou não, o paciente para a seleção adequada da prótese auditiva, averiguando se não existe outro recurso adicional ao tratamento do possível candidato (ALMEIDA & IORIO, 1996). • Pré-Seleção Segundo Almeida & Iorio (1996), é a observação através dos exames audiológicos de qual a melhor orelha a ser protetizada, e se esta será binatural (os dois ouvidos). Leva-se em conta principalmente os fatores relacionados a compreensão e inteligibilidade, tendo como base a logoaudiometria. 3 • Seleção de prótese Deve-se levar em consideração o desenho, miniaturização, construção, e controle de qualidade das próteses auditivas, especialmente ao qual se refere às intra-auriculares. A escolha do tipo de prótese auditiva deve ser em fatores: (ALMEIDA & IORIO, 1996) - Fatores físicos: características anatômicas e destreza manual; - Fatores audiológicos: configuração audiométrica, grau e perda da audição; e - Fatores emocionais: consideração do paciente quanto ao aspecto do aparelho; Definição das características eletro-acústicas: A seleção da saída máxima do ganho, resposta de freqüência e das características dos circuitos especiais deverá ser feita com base na necessidade específica observada na avaliação audiológica (ALMEIDA & IORIO, 1996). 1.2 OBJETIVOS 1.2.1 Objetivo Geral Este trabalho tem como objetivo geral desenvolver um sistema via web que auxilie na escolha de aparelhos auditivos usando a técnica de Raciocínio Baseado em Casos (RBC). 1.2.2 Objetivos Específicos • Pesquisar e analisar soluções similares existentes; • estudar as fichas de audiometria e as fichas técnicas dos aparelhos; • modelagem do sistema; • concepção do modelo do RBC; • criação do Sistema RBC; • inserção da biblioteca de aparelhos; e • validação e teste do sistema. 4 1.3 Metodologia Para o desenvolvimento deste sistema, primeiramente foi efetuada uma pesquisa sobre os sistemas similares existentes, afim de determinar quais funcionalidades serão apropriadas desenvolver, principalmente o Audio In. Realizou-se um estudo minucioso das fichas de audiometria para estabelecer as variáveis pertinentes para que a indicação tenha eficácia. Também foi feito um estudo relativo às informações que são fornecidas pelos catálogos dos fabricantes, pois cada catálogo fornece um grupo diferente de informações, ou referem-se a mesma informação de maneiras diferentes. Esta falta de padronização leva os alunos a uma série de confusões na hora de selecionar o melhor aparelho. Hoje os alunos acessam uma única máquina na clínica do Centro de Referência em Reabilitação Auditiva onde está instalada uma única cópia de um software chamado NOAH (NOAH,2004), onde todos os fornecedores inserem seus sistemas de prescrição, ou seja, o aluno entra no NOAH e seleciona o fornecedor e o sistema abre o sistema de prescrição do fornecedor escolhido, onde constam somente as informações que o fornecedor considera relevante. Isto é, se o aluno e/ou professor quiserem comparar as prescrições de cada fornecedor, terão um trabalho extra, pois são várias informações diferentes, sem padronização. O estudo para esta padronização e confecção da biblioteca foi feito com auxílio de professores e especialistas da área de fonoaudiologia. A modelagem do sistema compreendeu as informações que foram coletadas junto ao profissional da área de fonoaudiologia, as variáveis necessárias para a verificação da similaridade e o melhor método para a recuperação de casos. Com esse levantamento fez-se a análise de requisitos, para que finalmente fosse implementado e testado o sistema RBC. Todo o levantamento dos casos que compõem a base de casos foi feito junto a professores de fonoaudiologia da UNIVALI. 1.4 Estrutura do trabalho Este trabalho quanto a sua estrutura está dividido em 4 capítulos. O presente capítulo apresenta os seguintes itens: a introdução do trabalho, sua contextualização, seu objetivos, justificativas e resultados esperados. O Capítulo 2 apresenta fundamentação teórica que aborda conceitos sobre: Inteligência Artificial, Raciocínio Baseado em Casos, Fonoaudiologia e Informática na Saúde. O Capítulo 3 apresenta o desenvolvimento do modelo RBC para a determinação de aparelhos auditivos via web. Já o Capítulo 4 apresenta as conclusões e trabalhos futuros. 5 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL Inteligência Artificial (IA) é um campo da ciência que abrange vários outros subcampos e tenta compreender o conhecimento humano, com o objetivo de dotar os computadores com características inteligentes. A IA dedica seus estudos as tarefas humanas relacionadas a aquisição de informações (sentidos), processamento de informações (pensamento) e ações no meio exterior (BARRETO,1999). 2.1.1 Definições de Inteligência Artificial Segundo Rich e Knight (1993), IA é a área da ciência da computação orientada ao entendimento, construção e validação de sistemas inteligentes, isto é, que exibem, de alguma forma, características que são chamadas inteligência. Inteligência Artificial é um tipo de inteligência produzida pelo homem para dotar as máquinas de algum tipo de habilidade que simula a inteligência do humano (FERNANDES, 2003). Russell & Norvig (2004) apresentam alguns conceitos clássicos de IA: “O novo e interessante esforço para fazer os computadores pensarem... máquinas com mentes, no sentido total e literal” (HAUGELAND,1985). “Estudos das faculdades mentais através do uso de modelos computacionais” (CHARNIAK & MCDERMOTT, 1985). “Estudo das computações que tornam possível perceber, raciocinar e agir” (WINSTON, 1992). “Automação de atividades que associamos ao pensamento humano, tais como tomada de decisão, resolução de problemas, aprendizagem...” (BELLMAN, 1978). 2.1.2 Histórico da Inteligência Artificial A Inteligência Artificial não é recente. Sua história inicia nos anos 40, numa época marcada pela Segunda Guerra Mundial. A necessidade militar de quebras de códigos e a infinidade de cálculos para o projeto da bomba atômica fizeram com que nesse período a tecnologia evoluísse drasticamente. Foi onde surgiram os primeiros projetos para a construção de computadores. Com aumento crescente desse conhecimento, abriu-se caminho para o estudo da inteligência humana. O primeiro esforço conjunto para estudar IA foi em 1956 onde foi organizado um seminário no Darthmouth College que reuniu dez participantes. Foi nesse encontro que adotou-se o nome Inteligência Artificial (RUSSELL & NORVIG, 2004). Na IA existem duas abordagens principais de pesquisa para a construção de sistemas inteligentes: Abordagem Conexionista: que visa a modelagem da inteligência humana através do modelo de funcionamento do cérebro, dos neurônios e das conexões neurais. O trabalho pioneiro desta abordagem foi realizado por Warren McCulloc e Walter Pitts, que propuseram um primeiro modelo matemático para um neurônio, no qual cada neurônio se caracteriza por estar “ligado” ou “desligado”. Abordagem Simbólica: que tenta simular o comportamento inteligente humano, ou seja, a forma como o ser humano raciocina. A Inteligência Artificial Simbólica (IAS) ficou conhecida nas décadas de 60 e 70 com aparição dos sistemas especialistas, sistemas baseados em conhecimento, onde faziam previsões financeiras, diagnósticos, monitoração e etc (BARRETO, 1999). Um dos primeiros sistemas de IA voltado a saúde foi desenvolvido por Feingenbaum, Buchanane e Shortliffe se chamava MYCIN, realizava diagnósticos de infecções sanguíneas. Com um conjunto de 450 regras, incorporava um cálculo de incerteza chamado fator de certeza e se saiu tão bem quanto alguns especialistas da área (RUSSELL & NORVIG, 2004). 2.1.3 Modelos de Inteligência Artificial Como modelos de IA tem-se: Algoritmos Genéticos: São algoritmos computacionais de busca que imitam os mecanismos da evolução natural e da genética (GIL & DA SILVA, 2001). Processamento de Linguagem Natural: Compreensão de uma seqüência de símbolos (palavras), e a geração de uma outra seqüência, não necessariamente no mesmo idioma, ou seja, não especificamente utilizando os mesmos símbolos. Os principais problemas abordados em linguagens naturais são: separação de uma frase falada em palavras; identificação das palavras na linguagem falada; identificação dos símbolos na linguagem escrita; o problema da determinação da estrutura da frase; determinação do contexto da frase em um discurso; a representação do modelo conceitual do significado de um discurso; a manipulação do conceito de um discurso integrando-o a conceitos 7 já armazenados; a geração de novo discurso e de sua representação externa; a produção do novo discurso (BARRETO, 1999). Sistemas Especialistas: De acordo com Rabuske (1995), são sistemas que fornecem conclusões peritas sobre assuntos especializados. Um dos principais campos de aplicação destes sistemas é a medicina, sendo neste campo que foi desenvolvido o mais conhecido dos sistemas especialistas, o MYCIN. Com a emergência desta técnica, evidenciaram-se alguns importantes aspectos, até então inexplorados, como, por exemplo, o aumento significativo da produtividade de um especialista, na execução de tarefas especializadas, quando assistido por um sistema inteligente. Redes Neurais Artificiais: São técnicas computacionais inovadoras de processamento de informações que apresentam um modelo matemático inspirado na estrutura da biologia neural. Estruturalmente uma rede neural consiste em um número de elementos interconectados organizados em camadas que aprendem pela modificação da conexão firmemente conectando as camadas (FERNANDES, 2003). Robótica: É um campo dentro da IA onde se desenvolvem sistemas que integram máquinas que interagem com o meio, com ou sem interferência humana. O Instituto Norte Americano de Robótica define robótica como manipulador multifuncional e re-programável, projetado para mover materiais, peças, ferramentas e dispositivos especiais, mediante a movimentos programados e variáveis que permitem terminar várias tarefas (RESHKO, MASON e NOURBAKHSH, 2006). Raciocínio Baseado em Casos: Segundo Fernandes (2003), é um modelo que utiliza uma grande biblioteca de casos para consulta e resolução de problemas. Os problemas atuais são resolvidos através da busca de uma solução semelhante onde são estabelecidos graus de similaridade com o caso recuperado. É o modelo a ser utilizado neste trabalho. 2.2 Raciocínio Baseado em Casos (RBC) 2.2.1 Introdução Na maioria das vezes, ao se procurar uma solução, ou uma explicação para um problema a enfrentar, a pessoa lembra de situações passadas nas quais se deparou com a mesma questão. Raciocínio Baseado em Casos nada mais é do que isso, um método de soluções de problemas usando adaptações de soluções anteriores similares a estes problemas. Raciocínio Baseado em Casos é um enfoque para a solução de problemas e para o aprendizado baseado em experiência passada. RBC resolve problemas ao recuperar e adaptar 8 experiências passadas – chamadas casos – armazenadas em uma base de casos. Um novo problema é resolvido com base na adaptação de soluções de problemas similares já conhecidas (VON WANGENHEIM & VON WANGENHEIM, 2003). As atividades de RBC se dividem em: definir o problema atual, buscar e recuperar o caso mais similar na memória e aplicar o conhecimento desta experiência passada adaptando ao problema em questão. A construção de uma aplicação se faz da seguinte forma: • Representação dos Casos, que é a representação do conhecimento; • Entrada dos Casos; • Aplicação da similaridade dos Casos; • Recuperação dos Casos, que é o encontro de um caso que contenha uma solução útil; e • Adaptação, que é o ajuste da solução recuperada para o caso atual. Leake (1996) relata algumas razões para se utilizar RBC: • Aquisição do Conhecimento: É menos árdua, pois ao contrário de outros sistemas baseados em conhecimento, os sistemas de RBC não dependem de regras. O conhecimento presente em um sistema de RBC fica armazenado na própria base de casos; • Manutenção do Conhecimento: o usuário pode adicionar novos casos a base de casos sem a presença do especialista; • Eficiência Crescente na Resolução de Problemas: a técnica de RBC armazena as soluções que não obtiveram sucesso, assim como aquelas bem sucedidas, fazendo com que eventuais insucessos sejam evitados; • Qualidade Crescente das Soluções: a medida que o sistema é utilizado a base de casos é agregada com novas soluções; e • Aceitação do Usuário: é um ponto chave no sucesso de um sistema de IA. Os sistemas de RBC podem comprovar o seu raciocínio apresentando ao usuário os casos armazenados na base. 9 2.2.2 Histórico Segundo Von Wangenheim e Von Wangenheim (2003), os pioneiros do Raciocínio Baseado em Casos foram Schank e Abelson com pesquisas e teorias relacionadas a área da Ciência Cognitiva. Os autores pregavam que todo o conhecimento geral acerca das situações fica gravado na memória como roteiros ou scripts, que permitem que a pessoa crie expectativas sobre resultados esperados de ações que planejou e que faça inferências sobre relacionamentos causais entre ações. Estes roteiros formariam uma memória conceitual, descrevendo informações sobre eventos típicos, porém experimentos mostraram que somente os roteiros não representavam o conhecimento armazenado na memória, pois as pessoas costumam misturar fatos parecidos no momento da lembrança. Em 1983 a pesquisadora Janet Kolodner desenvolveu o primeiro projeto utilizando RBC, chamado CYRUS. O projeto se baseou no modelo de memória dinâmica e na teoria dos MOP’s (Memory Organization Packets - Pacotes de Organização de Memória) para aprendizagem e solução de problemas. O sistema continha as viagens e encontros do ex-Secretário de Estado Americano, Cyrus Vance descritos na forma de casos e implementados na forma dos MOP’s de Schank. Alguns exemplos sistemas que utilizam RBC são: CASEY – diagnostica problemas cardíacos em pacientes adaptando descrições de outros pacientes com sintomas similares, mas não necessariamente iguais. CHEF – desenvolve novos pratos a partir de outros. O sistema recebe como entrada diversos objetivos a serem satisfeitos e recupera do seu banco de casos a receita que possa satisfazer tantos objetivos quanto possível e, a partir dela, gera uma nova receita para a situação proposta. JULIA – trabalha com planejamento de refeições. O sistema decompõe o problema proposto e utiliza casos para dirigir a elaboração de uma nova refeição, respeitando as restrições propostas. PERSUADER – propõem soluções de conflitos entre patrões e empregados aproveitando contratos já utilizados por outras companhias ou, caso não existam exemplos anteriores para aquela situação, gerando uma nova solução. MEDIATOR – trabalha na solução de disputas entre diversas partes, propondo possíveis soluções de consenso. Se uma proposta falhar em satisfazer todas as partes envolvidas, o sistema gera uma nova proposta, armazenando a falha de forma a não repeti-la. 10 2.2.3 Ciclo do RBC O ciclo de um RBC é formado por cinco atividades primordiais, conhecidas como os “5R”: representação, recuperação, reuso, revisão e retenção, conforme a Figura 1. Figura 1 - Ciclo de um RBC 2.2.3.1 Representação de Casos Caso é uma abstração de uma experiência, que deve estar descrita em termos de conteúdo e contexto. Estas experiências precisam ser organizadas em unidades bem definidas, formando a base de raciocínio ou memória de casos. Os casos representam o próprio conhecimento presente no sistema (BUTA, 1994). Segundo Von Wangenheim & Von Wangenheim (2003), caso é uma peça de conhecimento contextualizado representando uma experiência ou episódio concretos. Contém a lição passada, que é o conteúdo do caso e o contexto em que a lição pode ser usada. 11 Um caso pode ser representado de diversas maneiras, mas a forma mais comum é através de atributos que identifiquem um caso. Porém a representação dos atributos de um caso pode ser difícil de determinar, tornando esta uma das fases mais delicadas. O caso é composto dos seguintes componentes básicos: - Descrição do Problema: identifica os elementos de entrada de um sistema RBC. Descreve as características da situação do problema, as quais um sistema RBC faz uso para recuperar casos similares da base de casos. O conteúdo da representação do problema é: • Metas a serem alcançadas na resolução do problema; • Restrições nestas metas; e • Características da situação e relações entre suas partes. - Descrição da Solução: identifica os elementos da ação empregada para a resolução do problema, descrevendo desde a própria solução como também o raciocínio empregado, o conjunto de soluções possíveis, a solução escolhida, as adaptações feitas. Os componentes da solução segundo (KOLODNER, 1993): • A solução propriamente dita; • Passos de raciocínio para resolver o problema; • Justificativas para decisões que foram tomadas na solução do problema; • Soluções aceitáveis que não foram escolhidas (soluções alternativas) ou soluções não aceitáveis que foram excluídas; e • Expectativa sobre os resultados. 2.2.3.2 Recuperação dos Casos Um sistema de RBC deve conter a fase de recuperação de casos, a partir da entrada de um novo problema, que consiste em buscar e identificar na base de casos o caso mais útil ou similar para o problema atual. A similaridade se faz quando o problema atual comparado juntamente com o problema armazenado possui semelhantes características, sendo empregada a solução útil do problema armazenado. Conforme Aamodt e Plaza (1994), a avaliação da similaridade se divide em dois grupos: Similaridade Sintática: é a mais superficial, sendo os atributos comparados por sua semelhança sintática, como sinônimos, análise de perfil, categoria, qualificadores dentre outros. 12 Similaridade Semântica: é uma avaliação mais complexa, que envolve o significado dos casos e confronta um com o outro. A função de recuperação pode utilizar uma métrica, métodos de classificação, e requer que um limiar seja estabelecido para recuperar os casos que ultrapassem esse limite, ou um limite de casos que possam ser recuperados (FERNANDES, 2003). A métrica da similaridade tem por objetivo dar valor numérico para a similaridade entre dois casos, sendo todos os casos da memória avaliados comparativamente ao caso de entrada. Uma forma simples e direta de modelar similaridade é atribuindo-se um valor de uma (1) unidade para a função resultante similar e o valor zero (0) para o resultado não similar; e ainda atribuir valores intermediários entre estes. Como exemplo de métodos para recuperação de casos tem-se o vizinho mais próximo, matching e ranking e recuperação indutiva. - O Vizinho Mais Próximo: De acordo com Fernandes (2003), esta é uma técnica simples, a qual não requer muitos cálculos para o seu entendimento. O primeiro passo consiste da identificação das características (atributos) essenciais para a solução do problema, sendo que estes atributos devem ser representados em algum sistema de coordenadas, de forma que se possa medir a distância entre o novo problema e os casos já existentes na memória de casos. Há ainda a possibilidade de um especialista considerar outros fatores além dos selecionados, fazendo com que os atributos tenham importâncias (pesos) diferenciadas. A similaridade neste método se expressa através da fórmula da figura a seguir (ibidem). Figura 2 - Fórmula da Similaridade Onde: T é o caso alvo S é o caso fonte n é o número de atributos em cada caso i é cada atributo individual variando de 1 a n f é a função de similaridade para o atributo i no caso T e S w é peso relativo ao atributo i 13 A similaridade entre o caso alvo e um caso na base de casos é determinada para cada atributo. Esta medida deve ser multiplicada por um fator peso. A somatória de todos os atributos é calculada e permite estabelecer a medida de similaridade entre os casos da base e o caso alvo (ibidem). - Matching e Ranking: De acordo com (KOLODNER, 1993), a procura por casos similares na base de casos é realizada por heurísticas de match e ranking, que irão escolher os casos mais úteis do conjunto. Match é um processo que compara dois casos entre si e determina o grau de similaridade entre os mesmos. Já ranking trata de ordenar os casos partialymatching conforme sua utilidade, ou seja, a determinação de qual é o melhor que os outros (ibidem). Kolodner (1993), informa que as entradas de dados para os processos de Match e Ranking são as seguintes: • Novo problema que o sistema está tentando resolver; • O objetivo de uso para os casos recuperados; • O conjunto de casos recuperados; • Índices associados com cada caso recuperado; e • Critério de match razoável, indicando quando os procedimentos de match e ranking devem parar. - Recuperação Indutiva (Inductive Retrieval): Conforme Watson (1997), essa é uma técnica desenvolvida por máquinas de aprendizagem buscando extrair regras de decisão de um caso. É utilizada em ferramentas comerciais mais poderosas. Em sistemas RBC, a base de caso é analisada por um algoritmo de indução para produzir uma árvore de decisão que classifica os casos. O algoritmo mais utilizado é chamado ID3. O ID3 constrói uma arvore de decisão da base de casos. Ele usa a heurística chamada informação mais proveitosa (information gain) para encontrar o atributo mais promissor de todos, dividindo a base de casos. ID3 requer um atributo alvo e uma condição para analisar os casos a partir deste critério. A construção da árvore de decisão pode ser um processo muito lento, principalmente se a base de casos for grande (ibidem). 2.2.3.3 Reuso O objetivo dessa etapa é fazer a reutilização do conhecimento de solução de problemas por meio da transferência de conhecimento do caso conhecido para o caso atual ainda não solucionado. 14 O reuso consiste especialmente da adaptação da solução anterior ao caso atual, suas técnicas tentam resolver os problemas envolvidos na adaptação de casos que são: quais aspectos da situação devem ser adaptados, quais modificações devem ser realizadas para esta adaptação, que método aplicar para realizar a adaptação e como controlar este processo (VON WANGENHEIM & VON WANGENHEIM, 2003). De acordo com Aamodt & Plaza (1999), a reutilização da solução dos casos recuperados no contexto dos casos novos focaliza-se em dois aspectos: diferenças entre caso passado e novo caso, e o caso corrente que parte do caso recuperado pode ser transferido para o caso novo. Segundo Von Wangenheim & Von Wangenheim (2003), existem estratégias de adaptação que variam desde técnicas simples até muito complexas, que são: • Adaptação Nula; • Adaptação Tranformacional; • Adaptação Substitucional; • Adaptação Estrutural; • Adaptação Gerativa e Derivacional; • Adaptação Composicional; e • Adaptação Hierárquica. Apesar da adaptação poder ser usada de várias formas e em várias situações,ela não é essencial. Muitos dos sistemas comerciais de RBC não implementam a adaptação. Eles simplesmente recuperam o caso mais similar e disponibilizam a solução para o usuário, deixando-o livre para proceder a adaptação. Isto acontece devido a grande complexidade da adaptação. Na maioria das vezes, para implementar a adaptação é necessário representar um volume muito grande de conhecimento (WATSON, 1997). 2.2.3.4 Revisão A tarefa de revisão de casos consiste em avaliar a solução do caso recuperado e verificar as seguintes possibilidades: se a solução obteve êxito, aprender com o sucesso, caso contrário, reparar a solução utilizando conhecimentos específicos do domínio do problema (AAMODT & PLAZA, 1994). 2.2.3.5 Retenção A retenção de casos corresponde ao processo de incorporar à base de casos, informações úteis relativas à resolução de um novo problema. Este processo corresponde à aprendizagem de um 15 sistema RBC, sendo disparado pelas tarefas de avaliação e adaptação de soluções. Esta etapa exige a verificação dos seguintes procedimentos: qual a forma de selecionar e reter as informações adquiridas; como indexar os casos para que sejam recuperados posteriormente por similaridade; como integrar o novo caso na estrutura de armazenamento (AAMODT & PLAZA, 1994). 2.3 INTRODUÇÃO A FONOAUDIOLOGIA 2.3.1 Histórico Segundo Katz (1989), o homem é um ser social e desde muito tempo se utiliza de vários meios de comunicação para se fazer entender e entender os demais ao seu redor. Neste sentido, o autor supracitado refere que os gestos, sons, desenhos, linguagem oral e escrita, são alguns dos meios que o homem criou para se comunicar, e junto a esses meios descobriu as várias alterações ou distúrbios da comunicação que despertam o interesse de estudiosos de áreas como a medicina, lingüística e psicologia. A partir desse interesse, oriundo da preocupação com a profilaxia e a correção de erros de linguagem detecta-se a idealização da profissão de Fonoaudiólogo. A Fonoaudiologia é uma ciência estudada de forma sistemática nas universidades em mais de uma centena de países do mundo e existe formalmente há mais de um século. A primeira referência formal é de 1900, quando a Hungria reconheceu a profissão e criou a primeira faculdade de Fonoaudiologia no mundo (CFFa, 2006). No Brasil, sua história é ainda mais antiga, se considerada a sua associação com a da Educação Especial. A primeira marca identificatória da profissão é da época do Império, com a criação, em 1854, do Imperial Colégio, voltado para meninos cegos (hoje, Instituto Benjamim Constant), seguido, no ano seguinte, com a criação do Colégio Nacional, destinado ao ensino dos deficientes auditivos. Em 1912, documentos comprovavam que a Fonoaudiologia já se diferenciava da educação especial, com o início de pesquisas específicas, relacionadas aos distúrbios da voz e da fala, e com a implantação de cursos de orientação a professores (CFFa, 2006). Na década de 60 deu-se início ao ensino da Fonoaudiologia voltados à graduação de tecnólogos em Fonoaudiologia. Nos anos 70, tiveram início os movimentos pelo reconhecimento dos cursos e da profissão. Foram criados, então, os cursos em nível de bacharelado (CFFa, 2006). De acordo com o código de ética, “o fonoaudiólogo é o profissional, com graduação plena em fonoaudiologia, que atua em pesquisa, prevenção, avaliação e terapia fonoaudiológica na área da 16 comunicação oral e escrita, voz e audição, bem como em aperfeiçoamento dos padrões da fala e da voz”. 2.3.2 A Audiologia Sabe-se que a audição é um dos sentidos fundamentais à vida, desempenhando um papel importante na sociedade, pois é a base do desenvolvimento da comunicação humana (MAGNI, FREIBERGER, e TONN, 2005). O sistema auditivo é composto basicamente por três partes: a orelha externa, a orelha média e a orelha interna. Cada uma destas partes e suas funções serão apresentadas a seguir conforme Gerges (2000): • A orelha externa: também pode ser dividida em três partes. A primeira sendo o pavilhão auditivo, que é a parte do sistema auditivo que podemos ver do lado de fora da cabeça e que normalmente chamamos de orelha. A próxima parte é o canal auditivo e a última parte é o tímpano (também conhecido como membrana timpânica). O pavilhão auditivo recebe as ondas sonoras que atravessam o canal auditivo até o tímpano, fazendo com que este vibre. • A orelha média: sua principal função é transmitir as vibrações acústicas para a orelha interna funciona como um amplificador sonoro, aumentando as vibrações que vem do tímpano. É uma cavidade cheia de ar e o mecanismo que transmite os movimentos vibratórios até a orelha interna é chamada cadeia ossicular, sendo composto de três ossículos, o martelo, que é ligado ao tímpano, o estribo e a bigorna que é ligada a janela oval e serve como entrada para a cóclea, dentro da orelha interna. Além disso, a orelha média tem um mecanismo de equilíbrio de pressão chamado tubo de eustáquio, que a conecta com a garganta e a boca. • A orelha interna: A cóclea captura as vibrações do tímpano através dos ossículos da orelha média e as transmite até o nervo auditivo para o cérebro. Ela é um órgão em forma de caracol e cheia de fluido orgânico. A audição ocorre com o movimento das ondas sonoras da orelha externa até o tímpano. Essas vibrações são então transferidas para a cadeia ossicular onde são amplificadas. As vibrações geram ondas de pressão que se propagam até a cóclea, pelo tubo superior, fazendo com que as paredes finas da cóclea vibrem também. Estas vibrações estimulam a produção de sinais elétricos que são transmitidos pelo nervo auditivo até o cérebro (Figura 3). 17 Figura 3 - Sistema Auditivo (ABA, 2006) No âmbito da audição (Audiologia), o Fonoaudiólogo atua, entre outros aspectos, realizando avaliações auditivas em crianças, adultos e idosos, como também na avaliação, seleção e adaptação de próteses auditivas. Segundo Magni, Freiberger e Tonn (2005), um indivíduo com incapacidade auditiva pode sofrer sérios danos em sua vida social, psicológica e profissional, surgindo, também, sentimentos de insegurança, medo, depressão, isolamento, além de tensão no ambiente familiar, devido à falta de atenção do portador de deficiência auditiva. Segundo Russo e Santos (1993), nos últimos anos, principalmente ao que se refere à audiologia clínica, vários foram os conhecimentos adquiridos, diretamente relacionados aos avanços tecnológicos e científicos. Isto advém do fato da deficiência auditiva ser uma patologia que, na maioria dos casos, necessita aparelhos de amplificação sonora para uma boa reabilitação. Almeida e Iório (1996) citam que, “várias são as causas da perda auditiva, em muitos dos casos, esta pode ser evitada ou recuperada, uma vez identificada precocemente”. Doenças na gestação, infecções de ouvido, uso indiscriminado de medicamentos, exposição a ruídos intensos e outros fatores podem causar alterações auditivas, comprometendo a comunicação e a qualidade de vida do indivíduo. 18 As mesmas autoras ainda trazem que, uma vez detectada a perda auditiva, através do uso da amplificação fornecida pelos aparelhos auditivos, tenta-se minimizar os problemas enfrentados pelo indivíduo deficiente auditivo, buscando sempre uma melhor qualidade de vida. 2.3.2.1 Os Exames Avaliativos da Audição Conforme a Lei no 6.965, de 9 de Dezembro de 1981, é de Competências da Atuação do Fonoaudiólogo na Área da Audiologia realizar os seguintes procedimentos e exames: • Triagem Auditiva; • Audiometria; • Logoaudiometria; • Medidas de Imitância Acústica; • Emissões Otoacústicas Evocadas (EOA); • Medida dos Potenciais Evocados do Tronco Cerebral / Encefálicos; • Observação do Comportamento Auditivo; • Avaliação do Processamento Auditivo Central; • Testes Supraliminares; • Pesquisa de Limiar de Desconforto (UCL) e Limiar de Maior Conforto (MCL); • Eletronistagmografia (ENG); • Vectoeletronistagmografia (VENG); e • Vestibulometria. Os exames citados acima são Procedimentos subjetivos por meio de observação do comportamento auditivo, podendo utilizar sons calibrados e não calibrados, voz e fala, desde que se conheça seus espectros sonoros. Devem ser observados aspectos do desenvolvimento da Função Auditiva e, também, a presença do Reflexo Cócleo-Palpebral (no caso crianças). Em todas as faixas etárias, devem ser observados cautelosamente: o estímulo sonoro utilizado, os critérios de falha utilizados, o ruído ambiental e o estado do indivíduo. Todos cuja deficiência auditiva for confirmada devem iniciar terapia fonoaudiológica imediatamente, com orientações aos acompanhantes e indicação de AAS, caso haja necessidade. 19 2.3.2.2 O Aparelho de Amplificação Sonora Os problemas acometidos pela privação sensorial podem ser minimizados com o uso do Aparelho de Amplificação Sonora (AAS), o qual permite o resgate da percepção dos sons da fala, além dos sons ambientais, promovendo a melhora da habilidade de comunicação. Os aparelhos atuais são classificados, segundo a tecnologia do circuito eletrônico, em analógicos e digitais (MAGNI, FREIBERGER, e TONN, 2005). Segundo Menegotto, Almeida e Iório (2003), os aparelhos de amplificação sonora de tecnologia analógica utilizam componentes eletrônicos convencionais que convertem a onda sonora captada por um microfone em um sinal elétrico análogo que, dentro do circuito é, então, amplificado e filtrado, sendo novamente reconvertido em onda sonora. Até o presente momento, existem vantagens quanto à sua utilização, como baixo custo, baixo consumo de energia e miniaturização de seus componentes. As mesmas autoras trazem também que, os aparelhos de amplificação sonora de tecnologia digital utilizam dezenas a milhares de transistores que possibilitam um processamento do sinal acústico muito superior ao da tecnologia analógica. O aparelho consiste de circuitos eletrônicos e transdutores, que chamamos de hardware e de um software, que permitem controlar tais circuitos digitalmente e com refinada precisão. Almeida (1998) traz as muitas vantagens dos aparelhos digitais sobre os analógicos, como, por exemplo, a capacidade de programação, maior precisão no ajuste dos parâmetros eletroacústicos, controle da realimentação acústica, redução de ruído, melhor reprodutibilidade, além de controle automático do sinal e menor ruído interno. Há também os aparelhos híbridos. Segundo Almeida e Iório (1996), é um aparelho analógico que possui um ou mais componentes digitais. Este tipo de combinação utiliza o melhor circuito analógico e o aprimora, incorporando os benefícios da eletrônica digital. Dentro destas tecnologias, citam-se os tipos de aparelhos como: caixa ou convencionais, haste de óculos, os retro-auriculares, intra-auriculares, intra-canais, peri-timpânicos e os de sistema de amplificação coletiva, que são de ligação alâmbicas, loop de indução e sistema FM (Frequency Modulation – Modulação em Freqüência). Os componentes do aparelho de amplificação são: • Microfone: transdutor mecano-elétrico o qual capta o som do meio ambiente e o transforma em uma onda elétrica equivalente de corrente alternada; • Pré-amplificador: encarregado de aumentar a amplitude do sinal elétrico acoplado pelo microfone; 20 • Receptor: transforma energia elétrica amplificada em energia sonora; • Amplificador: modifica o sinal de entrada e repassa aos controles existentes no aparelho; • Bateria: pilha, fonte de energia; e • Bobina telefônica: é um sistema destinado a transformar variações em um campo eletromagnético em sinais elétricos equivalentes. Esta permite a captação do sinal acústico do aparelho telefônico sem a necessidade da remoção do aparelho de amplificação. • Controle de ganho: controla a diferença em decibéis do sinal de entrada e do sinal de saída de um aparelho, tem como função diminuir o ganho previsto em ficha técnica, podendo dividir-se em: AGC (Automatic Gain Control - Controle Automático de Ganho) e PC (Peak Clipping – Corte de Pico). • Controle de saída: é o ponto a partir do qual não há mais amplificação. • Controle de freqüência: controla a área de freqüência em que o parelho atua efetivamente, ou melhor, é o mínimo ou o máximo em termos de freqüência onde um aparelho apresenta amplificação. Podendo dividir-se em Cortes de Graves e Cortes de Agudo • Moldes: promove a adaptação anatômica do aparelho à orelha do paciente. Tipos mais comumente encontrados: molde aberto, simples ou semi esqueleto, invisível duplo ou esqueleto, canal ou conduto, passarinho, concha fechada, de aparelho de bolso. Estes podem ser fabricados em diferentes tipos de materiais como: acrílico (rígido ou cápsula), silicone (macio ou rígido) e biopor pouco conhecido por ser novidade no meio. 2.3.2.3 O Processo de Protetização Segundo Menegotto, Almeida e Iório (2003), muitos são os fatores que contribuem para o uso bem sucedido da amplificação. Idade, grau e tipo de perda auditiva, fatores físicos (tamanho da orelha e destreza manual), habilidade de processamento auditivo, uso prévio de aparelho de amplificação sonora e extensão da perda auditiva, juntos desempenham um papel essencial para a aceitação da amplificação. Somado a isso, a percepção do handicap auditivo, custo, expectativas pessoais, satisfação, performance e benefício podem indicar se terá um feliz e satisfeito usuário de aparelho de amplificação sonora. O primeiro passo na protetização é avaliação otorrinolaringológica, onde o médico avalia e encaminha o paciente para a avaliação fonoaudiológica. Após a observação dos exames auditivos, para saber se será prótese binaural (em ambas as orelhas) ou monoaural (somente em uma, geralmente opta-se pela orelha de melhor audibilidade). 21 Almeida e Iório (1996) citam que, leva-se em conta principalmente os fatores relacionados à compreensão e inteligibilidade de fala. Durante o processo devem-se levar em conta três processos de motivação psicológica relacionados com a utilização do aparelho de amplificação sonora: aceitação, benefício e satisfação. A aceitação pode ser caracterizada de duas maneiras: ou o aparelho é aceito ou é rejeitado; mas também pode ser caracterizada como um processo psicológico de estar lidando com a idéia e a sensação da amplificação sonora, ao mesmo tempo em que incorpora o aparelho em seu estilo de vida. A satisfação é construída de acordo com as impressões subjetivas do indivíduo. Desta forma, fica claro que, enquanto não ocorrer aceitação, nunca haverá satisfação, assim como nem toda aceitação e benefício com relação ao aparelho não são parâmetros suficientes para garantir a satisfação. Enquanto o benefício pode ser demonstrado por meio de testes objetivos, a satisfação é uma avaliação muito pessoal do valor do aparelho de amplificação depois de um determinado tempo de uso (MENEGOTTO, ALMEIDA & IÓRIO, 2003). 2.4 INFORMÁTICA NA SAÚDE Informática na Saúde é definida por Shortliffe e Perreault (2000) como um campo de rápido desenvolvimento científico que lida com armazenamento, recuperação e uso da informação, dados e conhecimento biomédicos para a resolução de problemas e tomada de decisão. A Informática em Saúde tem apresentado grandes avanços, graças à evolução da tecnologia da informação. Gradual e imperceptivelmente, vai-se tornando cada vez mais presente no cotidiano do profissional de saúde. Novas tecnologias e metodologias, como a Tele-Medicina, os sistemas de apoio à decisão médica, o prontuário eletrônico do paciente e a Medicina baseada em evidências, prometem revolucionar a forma de se praticar as ciências da saúde. Os vários modelos de hardware permitem construir esquemas que servem de subsídio para o ensino e pesquisa como também melhoram a organização dos dados gerados na assistência. Assim como os diferentes softwares que auxiliam na assistência do cliente e administração hospitalar (MOTTA, 1999). Na área da saúde o profissional sempre foi dependente da informação. O ato de diagnosticar é dependente da qualidade da informação obtida do paciente, quer através da história, quer através de exames complementares. No mundo digital essa necessidade é ainda maior. A decisão médica necessita ser endossada pela evidência que a justifica. Sem o apoio da tecnologia da informação fica muito difícil praticar uma boa medicina, isto para não falar na gestão da saúde (DEGOULET & FIESCHI, 1997). 22 O objetivo fundamental da Informática na Saúde é o de colocar à disposição do profissional a informação, onde e quando ela for necessária. Da mesma forma que os bancos e as companhias aéreas não podem funcionar sem o apoio da informática, torna-se progressivamente cada vez mais difícil a prática profissional sem o auxílio das tecnologias da informação (DEGOULET & FIESCHI, 1997). Grande parte da atividade dos profissionais de saúde consiste em processar informações: a obtenção e registro de informações sobre o paciente, as consultas aos seus colegas de profissão, a pesquisa de literatura científica específica, o planejamento de procedimentos diagnósticos, as estratégias de tratamento, a interpretação de resultados de laboratório e os estudos radiológicos ou a condução de estudos epidemiológicos (MOTTA, 1999). No entanto, talvez o fator mais importante nos países do assim chamado primeiro mundo e, que infelizmente, para a grande maioria da população brasileira é pouco relevante, é a maior demanda de qualidade de saúde que as sociedades avançadas buscam, onde não basta fazer um diagnóstico correto e terapêutica adequada, mas que estes procedimentos sejam feitos ao menor custo possível. Além disso, com a progressiva redução de custo dos computadores bem como a simplificação de seu uso, a alocação dessas máquinas conectadas ou não a linhas telefônicas em lugares carentes de especialistas, seguramente como já ocorre em vários pontos do mundo, deve melhorar a qualidade da medicina oferecida ao paciente. Um grande número de escolas médicas, organizações governamentais e não-governamentais tornaram disponíveis tanto para a comunidade acadêmica quanto para a leiga, desde atlas eletrônicos até os mais recentes guidelines de prática médica (ibidem). Em vários países europeus, tais como Itália, Alemanha, Irlanda, Reino Unido, Portugal, dentre outros, a informática em saúde vem sendo uma realidade, e tais países vem desenvolvendo projetos entre si, difundindo em suas universidades (FERNANDES, 1996) A informática em saúde abrange os profissionais de saúde (medicina, odontologia, enfermagem, fisioterapia, psicologia, fonoaudiolgia) interagindo-os com os profissionais da informática e buscando o desenvolvimento de sistemas que venham facilitar a pratica e o ensino da saúde (ibidem). A Inteligência Artificial associada a recursos multimídia vem se destacando neste setor, auxiliando o profissional no processo de tomada de decisão, proporcionando ao aluno melhor treinamento através de softwares educacionais de apoio ao aprendizado (ibidem). 23 2.4.1 História da Informática em Saúde no Brasil A informática aplicada à medicina entrou no Brasil com certo atraso em relação aos EUA e Europa. No início da década de 70, teve início no Brasil o primeiro contato da informática com a saúde. Em alguns centros universitários, projetos e trabalhos relacionados a informática na saúde foram iniciados principalmente no Hospital da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), no Instituto do Coração e nos Hospitais das Clínicas da USP em São Paulo e Ribeirão Preto (SABBATINI, 1998). No hospital da UFRJ, grupos de pesquisa do Núcleo de Processamento de Dados e da COPPE (Coordenação dos Programas de Pós-graduação de Engenharia) desenvolveram os primeiros sistemas baseados em microcomputadores (entre eles um sistema de controle de farmácia), e no INCOR (Instituto do Coração) foram importados vários minicomputadores HewlettPackard e montados os primeiros sistemas de monitoração fisiológica digital e de apoio aos testes hemodinâmicos do país, em 1976 (ibidem). Em Ribeirão Preto surgiram grupos biomédicos (genética, fisiologia e hemodinâmica) que passaram a usar computadores HP, e no Departamento de Fisiologia, Renato Sabbatini e colaboradores deram início às primeiras aplicações na análise de dados fisiológicos, simulações aplicadas ao ensino e pesquisa e bancos de dados, a partir de 1972, utilizando os primeiros microcomputadores e calculadoras programáveis que estavam sendo comercializados no país (ibidem). O desenvolvimento da Informática em Saúde brasileira passou por um grande ímpeto a partir de 1983, com a criação de novos grupos especificamente dedicados à esta área de pesquisa e ensino. No Rio Grande do Sul, foi criado o primeiro curso de informática voltado para alunos e pósgraduandos de medicina, em 1982 (ibidem). Foi estabelecido um laboratório de ensino no Hospital das Clínicas da Universidade de São Paulo (USP), em colaboração com o programa de Pós-Graduação em Administração Hospitalar (PROAHSA) da Escola de Administração de Empresas da Fundação Getúlio Vargas, de São Paulo (FGV). Em 1984 e 1988, respectivamente, foram iniciados os grupos de pesquisa e docência da Faculdade de Medicina da USP (ibidem). A informática no complexo hospitalar da USP teve início em 1975, onde foram instalados computadores de grande porte e centenas de terminais em vários hospitais do sistema, e que por muitos anos foi o maior sistema da América Latina (ibidem). 24 O divisor de águas da Informática em Saúde nacional ocorreu em 1986. O primeiro reconhecimento do grau de desenvolvimento nacional na área deu-se em um seminário realizado em Informática em Saúde em Brasília, por iniciativa do Ministério da Saúde. Os pesquisadores presentes resolveram então se organizar e fundaram em novembro de 1986 a Sociedade Brasileira de Informática em Saúde. Esta sociedade tornou-se o foco principal da atividade profissional brasileira na área, organizando sucessivamente diversos congressos nacionais, regionais (SABBATINI, 1998). Em 1988, o Governo Federal, através do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), efetuou um estudo, envolvendo dezenas de colaboradores, visando um Plano Nacional de Desenvolvimento da Informática em Saúde. Nos anos 90, também, vários centros de pesquisa em informática em saúde se envolveram com projetos na Internet, dentre as quais se destacam o Projeto Lâmpada (UERJ), os projetos Hospital Virtual Brasileiro, e*pub, Hospital Veterinário Virtual Brasileiro, etc. Em 1995 foi criado o Grupo Temático de Medicina e Saúde, do Comitê Gestor da Internet Brasil. Vale ressaltar que em 1986 foi fundada a Sociedade Brasileira de Informática em Saúde. Nestes vinte anos de atividade, a comunidade de profissionais que trabalham em informática em Saúde tem crescido e amadurecido. Vários eventos foram realizados e a área hoje floresce. Existe uma enorme demanda de profissionais qualificados (SBIS, 2006). No Brasil, a massa crítica de profissionais cresce lentamente às custas de programas de doutorado no exterior e de programas de pós-graduação em Ciência da Computação, Engenharia Biomédica, Medicina e outras áreas Clássicas, com teses desenvolvidas na área de aplicações da Informática em Saúde. Ao mesmo tempo, diversas universidades vêm discutindo a criação de cursos de pós-graduação em Informática em Saúde (ibidem). Nos últimos dois anos a comunidade de profissionais da área tem se preocupado com a promoção e o incentivo na utilização de padrões para a representação da informação em saúde, temas cruciais para a troca de informação em saúde e construção do prontuário eletrônico. Este assunto torna-se ainda mais vital no momento em que a saúde no País passa por modificações como a municipalização, a implantação do Piso Assistencial Básico (PAB) e, principalmente, do projeto piloto do Cartão Nacional de Saúde. Estas inovações exigem a troca de informação num cenário distribuído que só poderá ocorrer se os padrões estiverem claramente definidos (ibidem). 25 2.4.2 Aplicações da Informática em Saúde A informática pode ser aplicada à área médica de diversas maneiras o que tem contribuído muito para o avanço da medicina e de todos os outros campos da área de saúde. Desde sistemas para informatizar clínicas e hospitais, até o desenvolvimento de complexos sistemas de telediagnóstico. Estas aplicações variam de acordo com as necessidades de cada profissional. Sabbatini (1998) as define da seguinte maneira: Tele-Medicina A Tele-Medicina pode ser definida como a utilização da informática e das redes de comunicação na Medicina, seja em atividades assistenciais, educacionais, científica ou de pesquisa. É uma tecnologia inovadora, onde quem viaja é a informação e não o paciente. Através da transmissão de imagens estáticas, vídeo e outras informações médicas é possível prestar assistência a locais distantes, desprovidos de especialistas, conseguindo assim uma maior abrangência no atendimento prestado à população. O êxito no diagnóstico depende de uma infra-estrutura adequada, como redes de alta velocidade e equipamentos de alta definição, que estão se tornando cada vez mais acessíveis. A princípio, qualquer especialidade médica pode fazer uso dessa tecnologia, mas as que dependem mais de imagens, como por exemplo, Dermatologia, Radiologia e Ultrassonografia, são as que mais se beneficiam. Com a popularização da Internet, o uso da Tele-Medicina na área educacional aumentou substancialmente, surgindo universidades virtuais, como a UNIFESP Virtual - www. virtual.epm.br, da Universidade Federal de São Paulo, que disponibiliza cursos a distância, como Ortopedia Oncológica, Nutrição em Saúde Pública, Curso de Dermatologia Básica, Curso de Histopatologia etc, discussão de casos clínicos, publicações e palestras, e até hospitais virtuais, como o Hospital Virtual Brasileiro (www.hospvirt.br), que tem como objetivo ser um repositório de informações médicas para a atualização e reciclagem dos profissionais de saúde (SABBATINI, 1998) A Rede Nacional de Pesquisas, em sua primeira investida em Tele-Medicina, transmitiu, via rede de fibra óptica, a uma velocidade de 155 Mb, as imagens de uma cirurgia realizada em um hospital de Uberlândia (Minas Gerais), para a Faculdade de Medicina da USP de Ribeirão Preto. A Tele-Medicina promete ser uma área de grande desenvolvimento nos próximos anos, modificando a forma de praticar a Medicina e interferindo na tão tradicional relação médico-paciente. 26 Atualmente tem-se como exemplo o projeto T@lemed cujo objetivo é demonstrar o uso da telemedicina baseada em evidência para regiões remotas e rurais na América Latina usando plataforma de e-saúde, atuando na formação de redes de telemedicina de baixo custo, economicamente viável e sustentável para as regiões (MESSINA et al, 2006). Sistemas de informação hospitalar Um sistema de informação hospitalar desejável deveria contemplar tanto o gerenciamento administrativo quanto o assistencial, integrando os dados numa única base. Os sistemas evoluíram de exclusivamente administrativos, com subsistemas de controle e cobrança de pacientes, para sistemas clínico-administrativos, com gerenciamento de internação e alta, laboratório, farmácia, marcação de consultas, controle de infecção hospitalar, gerenciamento de centro cirúrgico, etc. Existem, atualmente, diversos sistemas de informação hospitalar disponíveis comercialmente, mas nenhum oferece todas as soluções esperadas pelos gerentes administrativos e clínicos. Segundo Sigulem (1997), o sonho de contar com um sistema que integre harmoniosamente texto, imagens e sinais com os dados administrativos ainda está longe de acontecer, mesmo nos centros mais avançados. O que existe são vários sistemas, com diferentes tecnologias, que na maioria das vezes não conversam entre si. É comum encontrar um sofisticado equipamento de visualização de imagens lado a lado com um terminal de caracteres, datado dos anos 60. Hoje, o desafio é, antes de mais nada, a interoperabilidade dos sistemas (ibidem). Prontuário eletrônico do paciente Trata-se do prontuário médico informatizado. Seu uso ainda é muito limitado. Deveria, idealmente, conter todas as informações relativas à saúde do indivíduo, desde o seu nascimento até a morte, em forma de textos, imagens, etc. Com o registro dos atendimentos, internações, doenças, alergias, resultados dos exames realizados, cirurgias, medicamentos prescritos, etc (COSTA, 2001). Pode trazer vários benefícios, como uma melhor qualidade do prontuário, acesso remoto ao histórico do paciente pelo médico atendente, independente do hospital ou clínica de atendimento, redução nos custos de atendimento pela diminuição de redundância de procedimentos, tudo isso refletindo em melhora na qualidade do atendimento ao paciente. Além dessas vantagens, se acoplado a um sistema de apoio, a decisão poderia alertar o médico sobre possíveis incompatibilidades como, por exemplo, a prescrição de um medicamento a um paciente alérgico ao fármaco nele contido (ibidem). 27 Existe uma série de cuidados que devem ser considerados no seu desenvolvimento, como o controle de acesso aos dados, a assinatura eletrônica do profissional atendente, a impossibilidade de alterar dados gravados, o desenvolvimento de um sistema de missão crítica, a codificação padronizada e a padronização do conteúdo mínimo para garantir interoperabilidade (ibidem). No Brasil, existem alguns projetos que poderão auxiliar a implantação do prontuário eletrônico do paciente: • Registro de identificação civil - RIC, que poderá ser a chave de acesso, pois deverá identificar o indivíduo em todas as suas relações com a sociedade; • Registro único do paciente - RUP, conjunto de dados mínimos do paciente, que está sendo padronizado entre a UNIFESP, a Faculdade de Medicina da USP, a Faculdade de Medicina da Santa Casa, as Secretarias de Saúde Municipal e Estadual de São Paulo; • Rede de informação em saúde - RNIS, que interligará todas as Secretarias de Saúde do Brasil; e • Cartão do sistema único de saúde - SUS, que permitirá a identificação do paciente, no sistema. Medicina Baseada em Evidências Segundo Drummond e Silva (1998), Medicina baseada em evidências pretende ser um novo paradigma, proposto e desenvolvido por um grupo de estudos na década de 80, com finalidades assistenciais e pedagógicas. Trata-se de um processo seqüencial, constituído pelas seguintes etapas: • Levantamento do problema e formulação da questão; • Pesquisa na literatura correspondente; • Avaliação e interpretação dos trabalhos coletados, mediante critérios bem definidos; • Utilização das evidências encontradas, em termos assistenciais, de ensino e ou de elaboração científica. Para tanto, a Medicina baseada em evidências sustenta-se, principalmente, sobre o tripé: Epidemiologia Clínica, Bioestatística e Informática Médica. Enfim, a Informática Médica, como meio de pronto acesso à literatura e como processo de aquisição, armazenamento, comunicação e disseminação de dados e conhecimentos especializados, torna-se um dos pilares da Medicina baseada em evidências, configurando-se como disciplina acadêmica emergente e prioridade institucional (ibidem). 28 Sistemas de Apoio a Decisão Os sistemas de apoio à decisão auxiliam tanto nos diagnósticos quanto em protocolos terapêuticos, alarmes contra reações às drogas ou sugestões de tratamento. Toda a informação necessária para orientar o médico encontra-se armazenada em uma base de dados conhecida como servidor de conhecimento. As fontes de conhecimento abrangem desde especialistas do próprio hospital, literatura médica, até pesquisadores de institutos nacionais de saúde. Esses sistemas de apoio médico podem ser classificados como: sistemas de capacidade de decisão própria limitada ou ausente, onde ocorre recuperação de dados, cálculos matemáticos automatizados, análise e interpretação primária de dados; sistemas com raciocínio automático e inferência, que englobam sistemas de classificação de doenças, sistemas especialistas em consulta ou sistemas especialistas baseados em crítica. 2.4.3 Inteligência Artificial em Saúde Desde os primórdios da informática houve entusiasmo no sentido de usar o computador como ferramenta de auxílio no diagnóstico médico. Assim em 1959, Ledley e Lusted descreveram a utilização da lógica simbólica e da estatística como métodos para auxiliar o processo de decisão e apontaram o computador como o instrumento adequado para auxiliar o processo de diagnóstico. Foi na década de 70 o encontro inicial entre Inteligência Artificial e a Medicina. E este namoro ficou conhecido como Inteligência Artificial Médica (IAM). No começo, a IAM era uma grande comunidade de pesquisa baseada nos Estados Unidos. A maioria dos sistemas de pesquisa foram desenvolvidos para auxiliar no processo de diagnósticos. Os sistemas de IAM (Inteligência Artificial Médica) surgiram para dar suporte aos profissionais da saúde em suas atividades rotineiras, auxiliando em tarefas como manipulação de dados e conhecimento. Em uma revisão sobre o tema em 1984, os pesquisadores Clancey e Shortliffe deram a seguinte definição a IAM: “Inteligência Artificial Médica se preocupa primariamente com a construção de programas de IA que realizam diagnósticos e fazem recomendações terapêuticas”. Acredita-se que há exploração insuficiente de métodos de Inteligência Artificial para a formulação de ferramentas que realmente ajudem na tomada de decisão dos médicos em seus julgamentos, que nas tomadas de decisão por eles. O processo de tomada de decisão ocorre em diversos pontos da atividade do médico. Algumas delas são bastante elementares, como é o caso da interpretação de um resultado de 29 laboratório. Porém existem três outras importantes situações ao longo da atenção médica, nas quais o computador pode ajudar na tomada de decisões. Elas estão relacionadas com a medicina clínica: Diagnóstico, Prognóstico e Planejamento terapêutico. Segundo Fernandes (1997), a evolução da Inteligência Artificial na saúde pode ser dividida em quatro estágios, como ilustra a Figura 4. No primeiro estágio, que ocorreu aproximadamente entre 1968 para 1976, surgiram os primeiros sistemas desenvolvidos para saúde, como, por exemplo, o CASNET (1972) que utilizou regras de trabalho causais para descrição de processos de doenças, o MYCIN (1974), raciocínio modular baseado em regras, o DIALOG/INTERNIST (1977), redes de trabalho hierárquico, e o PIP (1976), frames ou templates para definições de doenças. Figura 4 – Evolução da IA em Saúde Fonte: Fernandes(1996) Estes sistemas foram designados como ferramentas de consulta para assistir ao médico não especialista, enfermeiras, ou outro profissional de saúde, pela captura de algumas das regras de raciocínio médico especialista. O sucesso destes projetos ajudou na substituição das pesquisas de Inteligência Artificial para o paradigma de sistemas baseados no conhecimento. A segunda fase ocorreu no período de 1977 a 1982, onde utilizou-se estruturas gerais para construção de bases de conhecimento especialistas. Neste período, pode-se citar o EMYCIN, o EXPERT e o AGE, todos foram desenvolvidos em 1979, e aplicados em uma ampla variedade de problemas médicos. Os problemas de aquisição de conhecimento e aprendizado foram também 30 trabalhados de um modo sistemático durante este período. Cuidou-se também da natureza categórica, de tal modo que o raciocínio dentro dos sistemas fosse reconhecido (FERNANDES, 1997). Entre 1981 e 1982, houve o desenvolvimento e disseminação das idéias dos sistemas especialistas e shells para varias representações do conhecimento e decisões heurísticas. O período de 1983 a 1987 foi a terceira fase e pode ser caracterizada como transacional, durante a qual, pesquisadores de inteligência artificial na saúde exploraram as complexidades do raciocínio médico e desenvolveram modos únicos de representa-lo no computador: observou-se uma modalidade de raciocínio, modelos qualitativos explanatórios de raciocínio clínico, processos fundamentais psicológicos, a elaboração da base de regras, atualização, e métodos de refinamento. Ferramentas computacionais mais poderosas, como redes neurais foram introduzidas e mais tarde aplicadas na tomada de decisão clínica (BRONZINO, 1995). A quarta fase iniciou-se aproximadamente em 1987, e pode ser caracterizada através do contínuo desenvolvimento de representações baseadas no conhecimento com melhoria na estrutura e discussão de questões genéricas. Houve um progresso em experiências com o uso do raciocínio qualitativo. Atualmente vem-se utilizando redes neurais, lógica difusa e uma variedade de métodos de aprendizagem, com a utilização de recursos multimídia para a tomada de decisão. Além disso, a utilização de sistemas especialistas associados a recursos multimídia em saúde vem se difundindo, surgindo vários sistemas que estimulam o aprendizado do aluno (FERNANDES, 1996). Os países europeus desenvolveram alguns projetos para o uso da Inteligência Artificial na saúde. Pode-se citar como um dos grandes e competentes projetos europeus o EDUCTRA, que é um projeto responsável pela construção de ferramentas que podem facilitar o ensino em diversas áreas de saúde (FERNANDES, 1996). Atualmente os esforços da IA em saúde referem-se a processamento de imagens, processamento de sinais, telemedicina e sistemas tutores. 2.4.4 Histórico e Evolução dos Sistemas de Apoio a Decisão (SAD) na Saúde O processo de diagnóstico médico depende basicamente da qualidade da informação coletada do paciente e do conhecimento da área em apreço. No que diz respeito à coleta de dados é necessário que estes sejam em número suficiente e que contenham os tópicos de maior relevância para a identificação do diagnóstico e o subseqüente planejamento terapêutico. Entretanto, mesmo 31 com dados adequados e conhecimento pertinente, é necessário que se faça o uso de uma abordagem inteligente na solução dos problemas (SIGULEM et al, 1997). O médico deve desenvolver a capacidade de selecionar adequadamente seus objetivos, de saber quando sua experiência pessoal deve ser empregada, de ter claras noções sobre o custo e o benefício dos procedimentos diagnósticos e terapêuticos empregados (SIGULEM et al, 1997). As aplicações do computador para a área da Saúde podem ser analisadas de acordo com as décadas em que foram instaladas. As primeiras aplicações datam da década de 60 e buscavam reproduzir no ambiente hospitalar, os sistemas gerenciais adotados na área industrial e comercial. Surgem, então, os primeiros sistemas de informatização hospitalar (SIH) em equipamentos de grande porte. A partir dos primeiros sistemas gerenciais até a década de 80, consolida-se a utilização do computador no meio médico, principalmente pelo sucesso operacional das aplicações orientadas por dados e pela maturidade das aplicações orientadas pela informação tais como os sistemas de gerenciamento de pacientes. Os SAD nesta época baseavam-se em metodologias matemáticas e estatísticas, tais como o teorema Bayes. Neste período, o armazenamento de dados em forma digital cresceu exponencialmente. A necessidade de metodologias e mecanismos de ordenação, análise e interpretação desta massa de dados foi o grande desafio da década de 80. A década de 90 é caracterizada pelo desenvolvimento de softwares e equipamentos capazes de processar um grande volume de informações distribuídas em servidores, conectados em redes, que se somam e formam a Internet - criando, particularmente ao médico, acesso irrestrito à informação, fazendo valer o paradigma da Informática Médica disponível onde e quando ela for necessária (ibidem). Com a evolução tecnológica, surgem equipamentos cada vez mais rápidos, confiáveis e menores, ao mesmo tempo em que evolui a linha de pesquisa em Inteligência Artificial (IA). É nesta fase que surgem os Sistemas Especialistas (SE). Estes são sistemas que buscam reproduzir a perícia de um profissional humano numa área específica do conhecimento (ibidem). As etapas de desenvolvimento de um SAD são as seguintes: aquisição de conhecimento, representação do conhecimento e avaliação do conhecimento e do SAD. Cada uma destas etapas consiste por si só em uma área de pesquisa muito bem delimitada (SIGULEM et al, 2003). Os sistemas especialistas, ainda que ferramentas úteis no apoio à decisão, são pouco utilizados na prática. O principal problema reside na sua incapacidade de apreender com a experiência. A atualização da base de conhecimento destes sistemas é tarefa árdua e penosa. Costuma-se dizer que uma vez completado o desenvolvimento de um sistema especialista, o mesmo já se encontra obsoleto, pois o conhecimento representado já está desatualizado. Isto é 32 especialmente crítico num domínio como o da Medicina, obrigando as equipes de desenvolvimento a manter contínuas atualizações dos SAD (SIGULEM et al, 2003). Para suprir esta dificuldade com o aprendizado, novas metodologias têm sido propostas. A principal delas é o Raciocínio Baseado em Casos. Estes são sistemas que representam conhecimento a partir de uma base de casos, isto é, através de relatos. Em Medicina, o caso pode ser a ficha clínica do paciente (ibidem). Diferentemente dos sistemas especialistas convencionais, os sistemas baseados em casos são capazes de aprender com a experiência, tornando-se, por este motivo uma alternativa extremamente atraente para o domínio da Medicina. Paralelamente à construção de sistemas especialistas ou sistemas baseados em conhecimento, como também é denominado, a área de Inteligência Artificial (IA) também avançou em outra direção, ou seja, na área conexionista. Esta linha conexionista é implementada através da construção de sistemas baseados em redes neurais artificiais. Resumidamente, as redes neurais artificiais podem ser descritas como modelos matemáticos que recebem um conjunto de evidências de entrada (camada de entrada), possuem várias camadas intermediárias de nós que se conectam amplamente às camadas adjacentes e, finalmente uma camada de saída que evidencia os resultados do processamento desta rede (ibidem). A principal característica dos sistemas conexionistas é sua capacidade de aprendizado automático, a partir de um conjunto de exemplos, também chamado conjunto de treinamento. As redes neurais artificiais são, portanto, capazes de aprender, todavia não explicam como o fizeram (ibidem). Os SAD podem ser didaticamente classificados de acordo com as funções que desempenham: ferramentas para o gerenciamento de informações; ferramentas para a focalização de atenção e ferramentas voltadas à assistência ao paciente. Assim, pode-se dizer que o principal objetivo dos Sistemas de Apoio à Decisão é o de fornecer apoio aos médicos no processo diário de tomada de decisão, com base em conhecimento especializado (ibidem). 33 2.4.5 Aplicações que Utilizaram RBC na Saúde Alguns trabalhos que utilizaram RBC na saúde são citados a seguir: • PROTOS: sistema que classifica doenças auditivas a partir de descrições de sintomas, histórico de pacientes e de resultado de testes (VON WANGENHEIM & VON WANGENHEIM, 2003). • CASEY: sistema que diagnostica disfunções cardíacas, utiliza como entrada sintomas do paciente. Pode adaptar o diagnóstico recuperado, considerando diferenças entre sintomas do novo caso e do caso recuperado (VON WANGENHEIM & VON WANGENHEIM, 2003). • Raciocínio Baseado Em Casos Uma Abordagem Fuzzy Para Diagnóstico Nutricional: sistema que determina um diagnóstico nutricional e fornece prescrição dietética a um indivíduo (THÉ, 2001). • PSIQ - Ferramenta de Apoio à Pesquisa na Área de Saúde Mental Utilizando Raciocínio Baseado Em Casos: sistema que tem por finalidade auxiliar a pesquisa de distúrbios comportamentais, capacitar e treinar profissionais e familiares que lidam com pacientes que sofrem dessa doença (SCHWARTZ, 2001). • Sistema de Apoio à Educação e Diagnóstico Médico aplicando Raciocínio Baseado em Casos: sistema que propõe simular um consultório virtual para atender pacientes interessados em acompanhar seu histórico médico, auxiliar especialistas em um ambiente de apoio a decisão em diagnóstico e tratamento de seus pacientes (SILVA et al, 2004). • SISAIH – Aplicando Raciocínio Baseado em Casos na Investigação de Irregularidades nas Internações Hospitalares: sistema que tem por finalidade investigar irregularidades nas internações hospitalares do Sistema Único de Saúde do Rio Grande do Sul (LORENZI E ABEL, 2002). • Raciocínio Baseado em Casos utilizando a Dieta do Tipo Sangüíneo: sistema que se utiliza do estudo A Dieta do Tipo Sangüíneo, informa se a alimentação de tal indivíduo está correta e apresenta como resultado a prescrição de uma alimentação adequada para determinado tipo sangüíneo (MINELLA E SELHORST, 2003). • Proposta de um Modelo para a Implementação de um Ambiente Inteligente para o Ensino de Informática Médica: sistema que proporciona um ambiente de aprendizado para o ensino de informática médica (ALVES, 2002). 34 2.5 AUDIO-IN O sistema Áudio-In foi desenvolvido para auxiliar na escolha de aparelhos de amplificação sonora. Utiliza-se da técnica de RBC dentro da Inteligência Artificial. Foi desenvolvido no ambiente de programação Borland Delphi 5.0 utilizando o Database Desktop 7.0 como ferramenta de banco de dados. As etapas do Áudio-In são demonstradas na Figura 5 a seguir, ilustrando os passos para a construção do sistema desde a coleta de caso até a interface com o usuário. • Aquisição e Representação do Conhecimento; • Desenvolvimento do Módulo de Inferência (RBC); • Gerenciamento da base de casos; • Gerenciamento dos dados cadastrais; • Desenvolvimento da interface com o usuário; e • Geração de Relatório. Figura 5 – Estrutura do Sistema Áudio-In A aquisição do conhecimento nesse sistema se deu pela coleta de dados nas entrevistas realizadas com profissionais da área. Nos exames de audiometria e nas fichas técnicas dos aparelhos 35 foram identificados quais atributos deveriam ser armazenados na base de casos. Também nessa etapa foi definido qual o atributo de maior relevância, onde o grau de perda (que informa o nível de perda auditiva do paciente) foi definido como mais importante seguido pelo tipo de aparelho e as freqüências. Na etapa da representação dos casos escolheu trabalhar com a estrutura de frames para modelar o conhecimento extraído do especialista. Através da combinação de listas encadeadas, o sistema modela a memória de casos de forma dinâmica permitindo carregar na memória da máquina somente as variáveis pertinentes para o cálculo da similaridade e recuperação de casos. O método de recuperação de casos se utiliza de dois métodos: o Vizinho Mais Próximo (Nearest Neighbour) e a Contagem de Característica (Features Count). Foi definido junto aos especialistas que os pesos dos atributos seriam fixos para haver sempre um padrão de recuperação. 36 3 DESENVOLVIMENTO Este sistema tem como sujeitos os alunos e profissionais do Centro de Referência em Reabilitação Auditiva da UNIVALI. Sendo assim, as etapas referentes a pesquisa e análise de soluções similares existentes no mercado; bem como o estudo das fichas de audiometria e das fichas técnicas dos aparelhos foram realizadas em conjunto com profissionais especialistas que trabalham neste centro. A etapa de modelagem do sistema também foi feita com base nas reuniões e entrevistas com estes profissionais. Foram eles que estipularam os requisitos funcionais e não funcionais do sistema. Quanto à etapa de validação e testes, a mesma foi feita pelos profissionais especialistas. A Figura 6 mostra como foi o fluxo de informações do sistema implementado. O sistema proposto neste projeto funciona da seguinte maneira: os computadores utilizados por professores e alunos do Centro de Referência em Reabilitação Auditiva da UNIVALI estarão ligados a um servidor, onde o sistema ficará hospedado. Este sistema possui os seguintes módulos: Cadastro de alunos e professores; Informações do paciente; Biblioteca de aparelhos auditivos e o RBC propriamente dito conforme Figura 6. Os professores e alunos que trabalham no Centro de Referência em Reabilitação Auditiva da UNIVALI, são cadastrados no sistema. À medida que os alunos alocados se formarem, os mesmos não terão mais acesso ao sistema. Caso o professor deixe de trabalhar na instituição, o seu acesso também será bloqueado. As informações referentes aos professores e alunos são necessárias para se ter um controle de uso do sistema. Os pacientes atendidos no Centro terão suas informações cadastradas no sistema. Informações referentes a anamnese e exames audiométricos são armazenadas. Em seguida, com base nessas informações, é solicitado ao RBC a análise de qual o melhor aparelho para um determinado paciente. O RBC acessa a biblioteca de aparelhos auditivos para verificar qual o aparelho que melhor se enquadra na necessidade do paciente. A biblioteca de aparelhos auditivos é composta por informações a respeito somente dos aparelhos que estarão disponíveis no Centro. Figura 6 – Fluxo de Informações do Sistema A seguir será descrita a modelagem do sistema, bem como o cálculo da similaridade e a interface do sistema. 38 3.1 AUDIOSYS O desenvolvimento do AudioSys foi direcionado e focalizado aos alunos e professores do Centro de Referência em Reabilitação Auditiva da Univali. Para o desenvolvimento do sistema foi escolhido a linguagem de programação PHP utilizando como banco de dados o MySQL. O ambiente de desenvolvimento e design se deu pela escolha da ferramenta Dreamweaver 8, que apresenta a facilidade de criação de interfaces para web. O AudioSys foi implementado empregando o método do Vizinho Mais Próximo (Nearest Neighbour Retrieval), utilizando para o cálculo da distância a fórmula City-block. Como é um sistema aplicado a web resolveu-se empregar essa fórmula, pois o cálculo é realizado somente com variáveis numéricas agilizando o processo de retorno caso vários terminais estejam consultando. As variáveis pertinentes ao RBC bem como seus pesos foram fornecidas através das entrevistas com o especialista, foi definido que as variáveis terão pesos iguais, pois todos os exames são considerados de mesma importância para a seleção do AAS. No que concerne a base de casos, esta foi formada por 30 casos reais tirados dos prontuários da Univali de Itajaí, sendo que foram armazenados somente dados dos exames, resguardando todas as informações pessoais referente ao paciente. Será classificado como caso mais similar ao novo aquele que obtiver a menor distância entre todos, e se na ocorrência a distância for igual a zero, o novo caso será igual a algum já armazenado. Caso os aparelhos similares apresentados não satisfaçam por problema de ordem técnica ou outra razão qualquer, o usuário terá a opção de escolher entre uma lista outros aparelhos conforme necessidade do paciente. O novo caso poderá ser ajustado formando mais uma ocorrência na base de casos. As tabelas 1, 2 e 3 apresentam as variáveis do banco de casos. Tabela 1. Variáveis relacionadas ao exame da Audiometria Variável VA_250 VA_500 VA_1000 VA_2000 VA_3000 VA_4000 VA_6000 VA_8000 VO_500 VO_1000 VO_2000 VO_3000 Descrição Via aérea do ouvido na freqüência 250Hz Via aérea do ouvido na freqüência 500Hz Via aérea do ouvido na freqüência 1KHz Via aérea do ouvido na freqüência 2KHz Via aérea do ouvido na freqüência 3KHz Via aérea do ouvido na freqüência 4KHz Via aérea do ouvido na freqüência 6KHz Via aérea do ouvido na freqüência 8KHz Via aérea do ouvido na freqüência 500Hz Via aérea do ouvido na freqüência 1KHz Via aérea do ouvido na freqüência 2KHz Via aérea do ouvido na freqüência 3KHz 39 VO_4000 LDV LRF Via aérea do ouvido na freqüência 4KHz Dado sobre o LDV do ouvido do paciente Dado sobre o LRF do ouvido do paciente Tabela 2. Variáveis relacionadas ao exame da Imitância Acústica Variável CONTRA_500 CONTRA_1000 CONTRA_2000 CONTRA_4000 DIF_500 DIF_1000 DIF_2000 DIF_4000 Descrição Reflexo contra lateral na freqüência 500Hz Reflexo contra lateral na freqüência 1KHz Reflexo contra lateral na freqüência 2KHz Reflexo contra lateral na freqüência 4KHz Diferencial de Metz na freqüência de 500Hz Diferencial de Metz na freqüência de 1KHz Diferencial de Metz na freqüência de 2KHz Diferencial de Metz na freqüência de 4KHz Tabela 3. Variáveis relacionadas ao exame de Pré-Seleção Variável DESC_500 DESC_1000 DESC_2000 DESC_4000 DESC_FALA Descrição Limiar de Desconforto na freqüência 500Hz Limiar de Desconforto na freqüência 1KHz Limiar de Desconforto na freqüência 2KHz Limiar de Desconforto na freqüência 4KHz Limiar de desconforto para a fala 3.2 MODELAGEM DO SISTEMA A modelagem do sistema foi feita através da análise dos requisitos funcionais e não funcionais, bem como os use cases, diagramas de colaboração e de atividades. À seguir serão apresentadas todas as etapas da modelagem. 3.2.1. Requisitos Requisito: O Sistema deve permitir o cadastramento da anamnese do paciente. Código: 001 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: O sistema deve permitir que sejam inseridas informações referentes ao paciente. 40 Casos de Uso Relacionados/Origen: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Adulto Requisito: O Sistema deve permitir a alteração da anamnese. Código: 002 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: O sistema deve permitir que seja feita a alteração do cadastro da anamnese. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Adulto Requisito: O Sistema deve permitir a apresentação das informações da anamnese. Código: 003 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: A apresentação das informações e a relação de todas as perguntas e respostas do questionário no sistema. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Adulto Requisito: Todos os campos da anamnese deverão ser preenchidos. Código: 004 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: O sistema não permitirá que algum item fique em branco. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Adulto Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes a Queixa . Código: 005 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário 41 preencha todos os itens referentes a queixa. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Adulto Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes ao Comportamento Auditivo. Código: 006 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário preencha todos os itens referentes a Comportamento Auditivo com exceção dos campos CheckBox. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Adulto Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes aos Sintomas. Código: 007 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário preencha todos os itens referentes aos Sintomas. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Adulto Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes a História Médica. Código: 008 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário preencha todos os itens referentes a História Médica com exceção dos campos CheckBox. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Adulto 42 Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes a Exposição a Agentes. Código: 009 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário preencha todos os itens referentes a Exposição a Agentes. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Adulto Requisito: O Sistema deve permitir o cadastramento da anamnese do paciente. Código: 010 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: O sistema deve permitir que seja inserido informações referente ao paciente. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 003 - Anamnese Infantil Requisito: O Sistema deve permitir a alteração da anamnese. Código: 011 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: O sistema deve permitir que seja feita a alteração do cadastro da anamnese. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 003 - Anamnese Infantil Requisito: O Sistema deve permitir a apresentação das informações da anamnese. Código: 012 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: A apresentação das informações e a relação de todas as perguntas e respostas do questionário no sistema. 43 Requisito: Todos os campos da anamnese deverão ser preenchidos. Código: 013 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: O sistema não permitirá que algum item fique em branco. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 003 - Anamnese Infantil Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes a Queixa . Código: 014 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário preencha todos os itens referentes a queixa. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 003 - Anamnese Infantil Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes ao Comportamento Auditivo. Código: 015 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário preencha todos os itens referentes a Comportamento Auditivo com exceção dos campos CheckBox. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 003 - Anamnese Infantil Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes aos Sintomas. 44 Código: 016 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário preencha todos os itens referentes aos Sintomas. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 003 - Anamnese Infantil Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes a História Médica. Código: 017 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário preencha todos os itens referentes a História Médica com exceção dos campos CheckBox. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 003 - Anamnese Infantil Requisito: O Sistema deverá solicitar que preencha todos os Itens referentes a Gestação. Código: 018 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: No momento do cadastro da anamnese, o sistema deve solicitar que o usuário preencha todos os itens referentes a Gestação com exceção dos campos CheckBox. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 003 - Anamnese Infantil Requisito: Plataforma. Código: 019 ( ) Funcional ( x ) Não funcional Observações: O sistema foi desenvolvido para Internet Explorer. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 014 - Geral 45 Requisito: Campos com Asterisco. Código: 020 ( x ) Funcional ( ) Não funcional Observações: Todos os campos que apresentarem o símbolo Asterisco (*), serão campos obrigatórios. Casos de Uso Relacionados/Origem: CASO DE USO CU 014 - Geral Nome da Regra de Negócio: Dois CPF com o mesmo número. Código: 001 Descrição: O Sistema não permiti que sejam cadastrados dois pacientes com mesmo CPF. Caso de Uso/Origem: CASO DE USO CU 014 - Geral Tipo: Evidente Obrigatoriedade: Necessário Código: 002 Nome da Regra de Negócio: Acesso a dados de pacientes de outro responsável Descrição: Não é permitido que o sistema localize pacientes que o especialista não é responsável. Caso de Uso/Origem: CASO DE USO CU 014 - Geral Tipo: Evidente Obrigatoriedade: Necessário Nome da Regra de Negócio: Cadastro de usuário Código: 003 Descrição: Só é permitido fazer o cadastro de usuário com acesso de administrador. Caso de Uso/Origem: CASO DE USO CU 014 - Geral Tipo: Evidente Obrigatoriedade: Necessário Nome da Regra de Negócio: Cadastro de Aparelhos Código: 004 Descrição: Só é permitido fazer o cadastro de aparelhos com acesso de administrador. 46 Caso de Uso/Origem: CASO DE USO CU 014 - Geral Tipo: Evidente Obrigatoriedade: Necessário Nome da Regra de Negócio: Cadastro de Paciente Código: 005 Descrição: Só é permitido fazer o cadastro de um paciente se o mesmo já não estiver cadastrado. Caso de Uso/Origem: CASO DE USO CU 014 - Geral Tipo: Evidente Obrigatoriedade: Necessário Nome da Regra de Negócio: Cadastro de Aparelhos Código: 006 Descrição: Só é permitido fazer o cadastro de aparelhos se determinado aparelho já não estiver cadastrado. Caso de Uso/Origem: CASO DE USO CU 014 - Geral Tipo: Evidente Obrigatoriedade: Necessário Nome da Regra de Negócio: Cadastro de Usuário Código: 007 Descrição: Só é permitido fazer o cadastro de usuário se o mesmo não estiver cadastrado. Caso de Uso/Origem: CASO DE USO CU 014 - Geral Tipo: Evidente Obrigatoriedade: Necessário Código: 008 Nome da Regra de Negócio: Diagnóstico Descrição: Só irá ser permitida a apresentação do diagnóstico se os cadastros de Audiometria, Imitância Acústica e Pré-Seleção forem realizados. Caso de Uso/Origem: CASO DE USO CU 013 - Diagnostico RBC Tipo: Evidente Obrigatoriedade: Necessário 47 3.2.2 Use Cases CASO DE USO CU 001 - Geral Breve Descrição: Processo de armazenamento de informações do paciente. Ator(es) Primário(s): Usuário do Sistema Ator(es) Secundário(s): Não se aplica Pré-condições: Fluxo Principal: 2. Login Efetuado 1.0. O usuário entra no sistema; 1.1. Para o cadastro de um novo paciente o usuário clica em Novo Prontuário; 1.2. Abre uma tela com os seguintes campos: Numero do Prontuário, CPF; 1.3. O usuário é obrigado a preencher esses campos para cadastrar um novo paciente; 1.4. O Sistema faz a verificação para saber se não há outro Prontuário ou CPF com o mesmo número; 48 1.5. O sistema apresenta a tela de cadastro do paciente; 1.6. O usuário preenche os campos do cadastro do paciente e clica em Salvar; 1.7. Logo após o cadastro do paciente habilitam-se os botões dos exames 1.8. O usuário então poderá inserir informações referentes a Anamnese Infantil ou Adulto dependendo da idade do paciente; 1.9. Clicando no botão Audiometria abrirá uma tela e poderá cadastrar as informações referente a audiometria; 2.0. Clicando no botão Otoscopia/Meatoscopia abre-se uma tela e poderá inserir as informações do exame do médico e do fonoaudiólogo; 2.1. Clicando no botão Imitância Acústica abrirá outra tela e o usuário poderá preencher os campos; 2.2. Clicando no botão Pré-Seleção abrirá uma tela em que o usuário poderá preencher os campos; 2.3. Clicando no botão Testes abrirá uma tela em que o usuário poderá preencher os campos; 2.4. Clicando no botão Avaliação de Desempenho abrirá uma tela em que o usuário poderá preencher os campos; 2.5. Clicando no botão Diagnóstico abrirá uma tela em que o usuário observará os aparelhos mais indicados para o problema; 2.6. O usuário poderá clicar no em um determinado aparelho para ver informações sobre ele; 2.7 O usuário poderá selecionar um dos aparelhos indicados para conter no diagnostico do paciente; Fluxos Alternativos e Exceções: Fluxos Alternativos e Exceções 1 1.1.1.1. O usuário clica no botão Admin onde abrirá as seguintes opções: Cadastro de Aparelho e Cadastro de Usuário 1.1.1.2. O usuário poderá clicar na opção cadastro de aparelho e preencher os campos referentes ao novo aparelho e clicar no botão Salvar; 1.1.1.3. O usuário poderá clicar na opção cadastro de usuário e preencher os campos referentes ao novo usuário e clicar no botão Salvar; 1.1.2.1. O usuário clica no botão localizar para pesquisar a ficha de algum paciente; Abrirá uma tela contendo os campos: Numero do Prontuário e Nome do Paciente; 49 1.1.2.2. O usuário poderá escolher uma das opções de busca (pelo Nome ou Numero do Prontuário); 1.1.2.3. Abrirá a ficha completa do paciente com dados pessoais e exames 1.1.3.1. O usuário clica no botão Logoff e sai do sistema; Pós-condições: Fonte e/ou documentos relacionados: CASO DE USO CU 001 - Cadastro de Paciente Processo de entrevista com informações pessoais referentes ao paciente. Ator(es) Primário(s): Usuário do Sistema Breve Descrição: Ator(es) Secundário(s): Pré-condições: Fluxo Principal: Não se aplica 1. Login efetuado. 1.0. No menu do paciente, o usuário irá clicar em Cadastro de Paciente; 1.1. Ao clicar nesta opção, será aberta a tela do Cadastro de Paciente; 1.2. O usuário faz as perguntas referentes aos dados pessoais do paciente 1.2. O usuário preenche os campos: Nome do Paciente (100char), CPF(12char), RG(8char), Endereço(100char), Bairro(100char), CEP(9char), Cidade(50char), UF(30char), Telefone(30char), Data de Nascimento(10char), Profissão(50char), Sexo(10char), Estado Civil(10char), email(20char), Pai(100char), Mãe(100char), Cuidador(100char), Indicação(100char), Observações(100char); 1.3. Após o preenchimento, deve clicar no botão Salvar; 1.4. O Sistema faz a verificação dos dados que estão sendo inseridos; 1.5. O usuário poderá retornar ao menu do paciente clicando no botão Voltar. Fluxos Alternativos e Fluxos Alternativos e Exceções 1 Exceções: 50 1.3.1.1. O usuário decide cancelar a inclusão dos dados do cadastro de paciente; 1.3.1.2. O usuário clica em Voltar; 1.3.1.3. O sistema volta ao menu do paciente. 1.3.2.1 O usuário deixa campo obrigatório (com o símbolo *) em branco; 1.4.2.2. O sistema apresenta uma mensagem na tela “O Campo XXX deve ser informado”; 1.4.2.3. O sistema retorna para o passo 1.2 do fluxo principal. Pós-condições: 1. Cadastro efetuado. Fonte e/ou documentos relacionados: CASO DE USO CU 002 - Anamnese Breve Descrição: Processo de entrevista com informações referentes ao paciente. Ator(es) Primário(s): Usuário do Sistema Ator(es) Secundário(s): Pré-condições: Fluxo Principal: Não se aplica 2. Login Efetuado 1. Dados do paciente cadastrados. 1.0. No menu do paciente, o usuário irá clicar em Anamnese para registrar a entrevista; 1.1. Ao clicar nesta opção, será aberta a tela de Anamnese; 1.2. O usuário preenche os campos das seguintes questões: Queixa(800char), Quando e como começou(300char), Inicio do problema está relacionado com algum fator?Qual?(300char), Implicações psicossociais da queixa(300char) Evolução do problema(300char), Já realizou avaliação auditiva(300char), Comportamento auditivo(300char), Uso de AAS(50char), Tipo(50char), Marca(50char), Modelo(50char), Tecnologia(50char), Descreva(200char), Otalgia(200char), Otorréia(200char), Desconforto a sons intensos(200char), Zumbido(200char), Tontura(200char), Plenitude Auricular(200char), Otorragia(200char), História Clinica(700char), Exposição a Agentes(700char); 51 1.3. Após o preenchimento, deve clicar no botão Salvar; 1.4. O Sistema faz a verificação dos dados que estão sendo inseridos e apresenta uma tela contendo todas as informações inseridas; 1.5. O usuário poderá voltar ao menu do paciente clicando no botão voltar. Fluxos Alternativos e Fluxos Alternativos e Exceções 1 Exceções: 1.3.1.1. O usuário decide cancelar a inclusão dos dados da anamnese; 1.3.1.2. O usuário clica em Voltar; 1.3.1.3. O sistema volta ao menu do paciente e os dados são perdidos. 1.3.2.1 O usuário deixa campo obrigatório (com o símbolo *) em branco; 1.4.2.2. O sistema apresenta uma mensagem na tela “O Campo XXX deve ser informado”; 1.4.2.3. O sistema retorna para o passo 1.2 do fluxo principal. Pós-condições: 1. Anamnese efetuada. 2. Apresentação da Anamnese. Fonte e/ou documentos relacionados: CASO DE USO CU 004 - Audiometria Breve Descrição: Processo onde são inseridos dados Audiométricos. Ator(es) Primário(s): Usuário do Sistema Ator(es) Secundário(s): Pré-condições: Fluxo Principal: Não se aplica 2. Login Efetuado 1. Dados do paciente cadastrados. 1.0. No menu do paciente, o usuário irá clicar em Audiometria; 1.1. Ao clicar nesta opção, será aberta a tela contendo campos referentes ao exame de audiometria; 1.2. O usuário preenche os campos do conforme o resultado do exame audiométrico, sendo os campos: Via Aérea Orelha Direita (250HZ, 500HZ, 1000HZ, 2000HZ, 3000HZ, 4000HZ, 6000HZ, 8000HZ), Via 52 Aérea Orelha Esquerda (250HZ, 500HZ, 1000HZ, 2000HZ, 3000HZ, 4000HZ, 6000HZ, 8000HZ), Via Óssea Orelha Direita (500HZ, 1000HZ, 2000HZ, 3000HZ, 4000HZ, 6000HZ), Via Óssea Orelha Esquerda (500HZ, 1000HZ, 2000HZ, 3000HZ, 4000HZ, 6000HZ), IPRF (Orelha Direita Dissílabo, Orelha Direita Monossílabo, Orelha Esquerda Dissílabo, Orelha Esquerda Monossílabo, OD, OE), STR, LDV, Mascaramento, Weber Audiométrico(todos com 3 char); 1.3. Após o preenchimento, deve clicar no botão Salvar; 1.4. O Sistema faz a verificação dos dados que estão sendo inseridos; 1.5. O usuário poderá voltar ao menu do paciente clicando do botão Salvar; Fluxos Alternativos e Fluxos Alternativos e Exceções 1 Exceções: 1.3.1.1. O usuário decide cancelar a inclusão dos dados da audiometria; 1.3.1.2. O usuário clica em Voltar; 1.3.1.3. O sistema volta ao menu do paciente e os dados são perdidos. 1.3.2.1 O usuário deixa campo obrigatório (com o símbolo *) em branco; 1.4.2.2. O sistema apresenta uma mensagem na tela “O Campo XXX deve ser informado”; 1.4.2.3. O sistema retorna para o passo 1.2 do fluxo principal. Pós-condições: 1. Audiometria efetuada. 2. Apresentação da Audiometria. Fonte e/ou documentos relacionados: CASO DE USO CU 005 - Otoscopia Breve Descrição: Processo onde são inseridos dados da otoscopia realizada. Ator(es) Primário(s): Usuário do Sistema Ator(es) Secundário(s): Pré-condições: Fluxo Principal: Não se aplica 1. Dados do paciente cadastrados. 1.0. No menu do paciente, o usuário irá Otoscopia/Meaoscopia para registrar as informações; 53 clicar em 1.1. Ao clicar nesta opção, será aberta a tela da Otoscopia/Meatoscopia; 1.2. O usuário preenche os campos: Médico (Orelha Esquerda, Orelha Direita), Fonoaudiólogo (Orelha Esquerda, Orelha Direita), todos os campos com 20char; 1.3. Após o preenchimento, deve clicar no botão Salvar; 1.4. O Sistema faz a verificação dos dados que estão sendo inseridos; Fluxos Alternativos e Fluxos Alternativos e Exceções 1 Exceções: 1.3.1.1. O usuário decide cancelar a inclusão dos dados da Otoscopia/Meatoscopia; 1.3.1.2. O usuário clica em Voltar; 1.3.1.3. O sistema volta ao menu do paciente. 1.3.2.1 O usuário deixa campo obrigatório (com o símbolo *) em branco; 1.4.2.2. O sistema apresenta uma mensagem na tela “O Campo XXX deve ser informado”; 1.4.2.3. O sistema retorna para o passo 1.2 do fluxo principal. Pós-condições: 1. Otoscopia/Meatoscopia efetuada. 2. Apresentação da Otoscopia/Meatoscopia. Fonte e/ou documentos relacionados: CASO DE USO CU 006 - Imitância Acústica Processo de inserção de informações referente ao exame de Imitância Acústica. Ator(es) Primário(s): Usuário do Sistema Breve Descrição: Ator(es) Secundário(s): Pré-condições: Fluxo Principal: Não se aplica 1. Dados do paciente cadastrados. 1.0. No menu do paciente, o usuário irá clicar em Imitância Acústica para registrar os dados obtidos no exame; 1.1. Ao clicar nesta opção, será aberta a tela da Imitância Acústica; 1.2. O usuário preenche os campos referentes ao exame: Orelha 54 Direita (Pressão O.M., Maximo Relaxamento, +200 da Pa, Complacência Estática), Orelha Esquerda (Pressão O.M., Maximo Relaxamento, +200 da Pa, Complacência Estática), 1º Deglutição, 2º Deglutição, 3º Deglutição, 4º Deglutição ; 1.3. Após o preenchimento, deve clicar no botão Salvar; 1.4. O Sistema faz a verificação dos dados que estão sendo inseridos; Fluxos Alternativos e Fluxos Alternativos e Exceções 1 Exceções: 1.3.1.1. O usuário decide cancelar a inclusão dos dados da Imitância Acústica; 1.3.1.2. O usuário clica em Voltar; 1.3.1.3. O sistema volta ao menu do paciente. 1.3.2.1 O usuário deixa campo obrigatório (com o símbolo *) em branco; 1.4.2.2. O sistema apresenta uma mensagem na tela “O Campo XXX deve ser informado”; 1.4.2.3. O sistema retorna para o passo 1.2 do fluxo principal. Pós-condições: 1. Imitância Acústica efetuada. 2. Apresentação da Imitância Acústica. Fonte e/ou documentos relacionados: CASO DE USO CU 007 - Pré-Seleção Breve Descrição: Processo que registra a fase de Pré-Seleção da AAS. Ator(es) Primário(s): Usuário do Sistema Ator(es) Secundário(s): Pré-condições: Fluxo Principal: Não se aplica 1. Dados do paciente cadastrados. 1.0. No menu do paciente, o usuário irá clicar em Pré-Seleção para registrar a entrevista; 1.1. Ao clicar nesta opção, será aberta a tela de Pré-Seleção; 1.2. O usuário preenche os campos referente as questões: Limiar de Desconforto, Cálculo do Ganho Acústico(cada um é uma tabela com 55 campos de 3char; 1.3. Após o preenchimento, deve clicar no botão Salvar; 1.4. O Sistema faz a verificação dos dados que estão sendo inseridos; Fluxos Alternativos e Fluxos Alternativos e Exceções 1 Exceções: 1.3.1.1. O usuário decide cancelar a inclusão dos dados da Pré-Seleção; 1.3.1.2. O usuário clica em Voltar; 1.3.1.3. O sistema volta ao menu do paciente. 1.3.2.1 O usuário deixa campo obrigatório (com o símbolo *) em branco; 1.4.2.2. O sistema apresenta uma mensagem na tela “O Campo XXX deve ser informado”; 1.4.2.3. O sistema retorna para o passo 1.2 do fluxo principal. Pós-condições: 1. Pré-Seleção efetuada. 2. Apresentação da Pré-Seleção. Fonte e/ou documentos relacionados: CASO DE USO CU 010 - Cadastro Aparelhos Breve Descrição: Processo de armazenamento de dados de aparelhos auditivos. Ator(es) Primário(s): Usuário Administrador do Sistema Ator(es) Secundário(s): Pré-condições: Fluxo Principal: Não se aplica 1. Login Administrador efetuado. 1.0. No menu principal, o usuário irá clicar em Cadastro de Aparelhos para registrar um aparelhos novo; 1.1. Ao clicar nesta opção, será aberta a tela do Cadastro de Aparelhos; 1.2. O usuário preenche os seguintes campos: Marca (20char), Modelo(20char), Ganho(integer), Tecnologia(20char), Saída(integer), Freqüência(integer), Tipo de Aparelho(20char), Tipo de Teste(char), Graves(20char), Agudo(20char), AGC(20char), Foto(20char) ; 1.3. Após o preenchimento, deve clicar no botão Salvar; 56 1.4. O Sistema faz a verificação dos dados que estão sendo inseridos; 1.5. Aparecera uma mensagem Confirmando o cadastro. Fluxos Alternativos e Fluxos Alternativos e Exceções 1 Exceções: 1.3.1.1. O usuário decide cancelar a inclusão de dados do aparelho; 1.3.1.2. O usuário clica em Voltar; 1.3.1.3. O sistema volta ao menu principal. 1.3.2.1 O usuário deixa campo obrigatório (com o símbolo *) em branco; 1.4.2.2. O sistema apresenta uma mensagem na tela “O Campo XXX deve ser informado”; 1.4.2.3. O sistema retorna para o passo 1.2 do fluxo principal. Pós-condições: 1. Cadastro de Aparelhos efetuado. Fonte e/ou documentos relacionados: CASO DE USO CU 011 - Cadastro de Usuário Breve Descrição: Processo que cria uma conta de acesso ao usuário do sistema. Ator(es) Primário(s): Administrador do Sistema Ator(es) Secundário(s): Pré-condições: Fluxo Principal: Não se aplica 1. Login de administrador efetuado. 1.0. No menu Administrador, o usuário irá clicar em Cadastro de Usuário; 1.1. Ao clicar nesta opção, será aberta a tela do Cadastro de Usuario; 1.2. O administrador do sistema faz as perguntas referentes aos campos apresentado. 1.2. O administrador preenche os campos: Nome do Usuário(100char), Login(20char), Senha(20char), Função(10char) ; 1.3. Após o preenchimento, deve clicar no botão Salvar; 1.4. O Sistema faz a verificação dos dados que estão sendo inseridos; 57 Fluxos Alternativos e Fluxos Alternativos e Exceções 1 Exceções: 1.3.1.1. O usuário decide cancelar a inclusão dos dados do cadastro de usuário; 1.3.1.2. O usuário clica em Voltar; 1.3.1.3. O sistema volta ao menu do paciente. 1.3.2.1 O usuário deixa campo obrigatório (com o símbolo *) em branco; 1.4.2.2. O sistema apresenta uma mensagem na tela “O Campo XXX deve ser informado”; 1.4.2.3. O sistema retorna para o passo 1.2 do fluxo principal. Pós-condições: 1. Usuário cadastrado e pronto para efetuar login. Fonte e/ou documentos relacionados: CASO DE USO CU 011 - Busca de Pacientes Cadastrados Breve Descrição: Processo que busca no Sistema algum paciente cadastrado. Ator(es) Primário(s): Usuário do Sistema Ator(es) Secundário(s): Pré-condições: Fluxo Principal: Não se aplica 1. Login efetuado. 1.0. Na tela principal, o usuário irá clicar em Localizar; 1.1. Ao clicar nesta opção, será aberta a tela para localizar usuário; 1.2. O usuário digita o nome do paciente que deseja. 1.2. O usuário clica no nome do paciente em forma de link ; 1.3. Abre uma tela contendo todas as informações referentes ao cadastro do paciente; 1.4. O usuário tem a opção de imprimir os relatórios; Fluxos Alternativos e Fluxos Alternativos e Exceções 1 58 Exceções: 1.3.1.1. O usuário decide cancelar a procura de um paciente; 1.3.1.2. O usuário clica em Voltar; 1.3.1.3. O sistema volta ao menu do paciente. 1.3.2.1 O usuário deixa campo obrigatório (com o símbolo *) em branco; 1.4.2.2. O sistema apresenta uma mensagem na tela “O Campo XXX deve ser informado”; 1.4.2.3. O sistema retorna para o passo 1.2 do fluxo principal. Pós-condições: 1. Paciente Localizado. Fonte e/ou documentos relacionados: 3.2.3. Diagramas A Figura 7 apresenta o diagrama de atividades do sistema, enquanto que a Figura 8 apresenta o diagrama de colaboração do cadastro de exames, o mesmo acontece com a Figura 9 que mostra o diagrama de colaboração do cadastro de aparelhos e a Figura 10 apresenta o diagrama de colaboração da indicação e seleção dos aparelhos auditivos de amplificação sonora. 59 Figura 7 – Diagrama de Atividades Figura 8 – Diagrama de Colaboração do Cadastro de Exames 60 Figura 9 – Diagrama de Colaboração do Cadastro de Aparelho Figura 10 – Diagrama de Colaboração da Indicação e Seleção de Aparelhos 61 3.3 MODELO ENTIDADE RELACIONAMENTO (ER) Para o modelo de banco de dados, utilizou-se a ferramenta open source DBDesigner 4, desenvolvendo o modelo físico conforme a figura. Figura 11 – Modelo Físico do Banco de Dados 62 3.4 INTERFACE DO SISTEMA A seguir são apresentadas as telas do sistema AudioSys. O sistema conta com uma tela de login, onde o usuário dependendo da sua função terá acesso restrito ao sistema.(Figura 12) Figura 12 – Tela de Login Após ter-se logado o usuário se depara com a tela de boas vindas (Figura 13), e através dela será possível realizar toda a navegação pelo sistema. Figura 13 – Tela de Boas Vindas 63 As informações pessoais referente ao paciente são cadastradas no formulário como mostra a Figura 14. Figura 14 – Tela de Cadastro de Paciente 64 Em entrevista com o paciente tomam-se as informações relacionadas à anamnese mostrado na Figura 15. Figura 15 – Tela de Cadastro da Anamnese 65 Depois de realizado o exame no audiometro os valores são repassados na tela a seguir (Figura 16), onde será de vital importância para a determinação do AASI. Figura 16 – Tela de Exame da Audiometria 66 Na tela da Figura 17 são inseridas as informações do exame da Imitância Acústica realizado pelo fonoaudiólogo em uma cabine acústica. Figura 17 – Tela de Cadastro da Imitância Acústica 67 A tela da Figura 18 mostra o resultado dos cálculos do RBC indicando os aparelhos mais similares ao caso. Figura 18 – Tela de Indicação da AASI 68 Clicando no nome do aparelho apresentado na Figura 18 abrirá outra tela apresentando os dados técnicos do aparelho mostrado na Figura 19. Figura 19 – Tela dos Dados Técnicos do Aparelho Auditivo 69 4 CONCLUSÕES Este trabalho teve como principal objetivo desenvolver um software capaz de auxiliar alunos e professores do Centro de Referência em Reabilitação Auditiva, utilizando-se da técnica de Inteligência Artificial, chamada Raciocínio Baseado em Casos que viabilizasse e facilitasse a seleção e a indicação de um aparelho de amplificação sonora atendendo assim a necessidade dos pacientes. Atualmente o centro de referência supracitado utiliza um software instalado em uma única máquina onde todos os fornecedores inserem seus sistemas de prescrição. Ao entrar no sistema, tem-se a opção de selecionar apenas um dos fornecedores, neste sentido, abre o sistema de prescrição onde constam somente as informações que o fornecedor acha relevante sendo que não indica um aparelho para cada caso e nem apresenta opções de pesquisa a outro fornecedor. O sistema foi modelado com base nas informações coletadas junto a profissionais da área. Neste, obteve-se com mais facilidade o levantamento das funcionalidades e das variáveis pertinentes ao cálculo do RBC. Devido a mudanças em alguns protocolos e a utilização de novas marcas de aparelhos auditivos foram-se necessárias outras reuniões para tratar do assunto. No que concerne a base de casos, esta foi formada por 30 casos reais tirados dos prontuários da Univali de Itajaí, sendo que foram armazenados somente dados dos exames, resguardando todas as informações pessoais referente ao paciente. Para o cálculo do RBC utilizou-se a fórmula cityblock que na fase de testes não foi constatado nenhuma instabilidade no sistema. Para que se tenham resultados mais expressivos, será necessária a inserção de novos casos na base, isto fará com que a indicação se torne cada vez mais fidedigna com o caso novo. Para trabalhos ou modificações futuras, tem-se como plano a inclusão de outros métodos de recuperação de casos, a explicação ao aluno das indicações dos aparelhos similares bem como o acompanhamento do paciente após a protetização que possibilitará um prontuário completo, dispensando os prontuários manuais o que acrescentará maior importância ao sistema. 70 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AAMODT, A.; PLAZA, E. Case-Based Reasoning: Foundational Issues, Methodological Variations, and System Approaches. AI Communications. Vol. 7, Nº 1, 1994. ABA- Academia Brasileira de Audiologia. Disponível em: http://www.audiologiabrasil.org.br/legislacao/legislacao Acesso em: 01/05/2006. 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