Inteligência computacional no apoio ao diagnóstico da doença de Alzheimer

Abstract

O diagnóstico preciso da doença de Alzheimer ainda é um campo aberto para a ciência, tendo em vista se tratar de uma doença multifatorial e com difícil identificação das causas. As demências estão cada vez mais presentes na população mundial, que experimenta um aumento significativo na expectativa de vida, o que explica, em parte, o aumento do diagnóstico de Alzheimer, que é o tipo de demência mais frequente. A decadência neurológica faz parte do processo natural do envelhecimento, mas a doença de Alzheimer acelera o processo de degeneração neurológica, trazendo grandes transtornos ao paciente e seus familiares, onerando os serviços públicos de saúde e causando óbitos precoces. Nesse contexto, este trabalho investiga técnicas de inteligência artificial que busquem auxiliar no diagnóstico da doença de Alzheimer, utilizando dados de natureza clínica e imagens de ressonância magnética. Mediante licenciamento para utilização, foram buscadas informações primárias nos estudos científicos Australian Imaging, Biomarker & Lifestyle Flagship Study of Ageing (AIBL), Alzheimers Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) e no Open Access Series of Imaging Studies (OASIS). Para tratamento dos dados clínicos, foi proposto um novo método de seleção de atributos, foram criadas bases de dados reduzidas e fez-se a avaliação por modelos de classificação de aprendizado de máquina, tendo atingido a acurácia de 99,81% no diagnóstico do Alzheimer para os dados ADNI. Também foi investigado o uso de imagens obtidas em exames de ressonância magnética. Foram propostas diferentes estratégias de construção de um banco de imagens adequadas para a aplicação de técnicas de aprendizado profundo, tendo atingido a acurácia de 99,3% no diagnóstico do Alzheimer para os dados ADNI. Métricas de avaliação foram computadas sobre as estratégias propostas, e resultados de diagnóstico foram obtidos para os casos de indivíduo normal e com Alzheimer estabelecido. Também foi avaliado o caso de indivíduos com comprometimento cognitivo leve. Como parte da avaliação de desempenho, os resultados alcançados foram comparados com os resultados obtidos em outros trabalhos de pesquisa disponíveis na literatura.