LLMs em Diagnóstico Médico

LLMs em Diagnóstico Médico

Os modelos de linguagem ampla (LLMs) parecem trazer um avanço significativo na forma como a humanidade lida com informações e o conhecimento, o uso de Deep Learning (DL) é a essência do funcionamento de tais modelos, e conseguem predizer a próxima palavras que deve ser colocada no texto que esta a ser gerado. Tudo isso feito através do treinamento de modelos que envolvem matemática e estatística avançada.

Com o avanço de uma ferramenta tecnológica tão revolucionária surge o importante questionamento: Como tal ferramenta pode ser utilizada para melhorar o processo de diagnóstico médico?

“Os LLMs têm o potencial de transformar a prática médica, tornando o diagnóstico mais preciso e eficiente. No entanto, é fundamental que seu desenvolvimento e aplicação sejam acompanhados de rigorosas avaliações e considerações éticas. A colaboração entre profissionais de saúde, cientistas da computação e especialistas em ética é essencial para garantir que os LLMs sejam utilizados de forma segura e benéfica para os pacientes” (Google Gemini no parágrafo de conclusão a querry: Como os LLMs podem contribuir em diagnósticos médicos atualmente e quais perspectivas futuras?)

O uso de tais ferramentas no contexto de diagnóstico médico logo começou a ser avaliado uma vez que podem analisar grande quantidade de dados médicos e integrar a análise de diferentes tipos de dados como Imagens, textos e sons há um espaço promissor para uso na prática clínica, principalmente em situações como apoio a decisão e triagem, mas pode ser usada até mesmo para apoio a pacientes “curiosos”. No entanto ainda há um campo de incerteza nos quesitos de segurança, robustez, privacidade e explicabilidade bem como outros possíveis vieses, o que tem gerado receio no meio acadêmico e profissional em relação a como deverá ser seu uso.

Sendo a explicabilidade uma das grandes ressalvas em relação aos modelos, tem-se desenvolvidos estratégias de elaboração do raciocínio clínico como mostrado em artigo publicado no JAMA em abril/2024 - The Journal of the American Medical Association - o raciocínio clínico foi avaliado usando R-IDEA Scores mostrando resultados promissores. Neste estudo o chatbot teve desempenho semelhante aos médicos assistentes e residentes em precisão diagnóstica, raciocínio clínico correto e diagnósticos que não podem ser perdidos. No entanto o chatbot teve casos mais frequentes de raciocínio clínico incorreto comparado aos residentes, o que não foi observado em relação aos médicos assistentes.

Há atualmente diversas ferramentas (OpenAI GPT-4, Google Gemini e MedLM, Cohere Command e Meta Llama 2 dentre outras) a serem estudadas em casos reais e que estão a mostrar bons resultados tanto em exibir diagnósticos diferencias (inclusive comparado com médicos experientes) e também como a auxiliar o raciocínio clínico. Estudos tem também mostrado que a combinação de algumas delas pode otimizar ainda mais a performance dos LLM.

Vejamos um exemplo de funcionamento do OpenAI GPT-4 (“ChatGPT”) baseado em um caso clínico de um paciente com pancreatite aguda (que embora fictício foi baseado em um caso real):

Querry: Sou médico e estou de plantão na emergência. Pode sugerir as principais hipóteses diagnósticas para este caso e o raciocínio adotado:

Paciente com 28 anos, etilista, chega a emergência com quadro de dor abdominal intensa localizada em quadrantes superiores do abdome a qual não consegue caracterizar tipologia, inicio há aproximadamente 24 horas, de caráter persistente com períodos de variação da intensidade, sem fatores claros de piora ou melhora, acompanhada por vômitos espontâneo e pós-prandial precoces. Nega irradiação ou episódios prévios semelhantes.

Paciente encontra-se consciente e orientado, tendo como alterações ao exame físico no momento: fácies de dor e dor a palpação nos quadrantes superiores do abdome.

Resposta: Com base nos dados fornecidos, algumas hipóteses diagnósticas principais incluem:

1. Pancreatite Aguda

• Raciocínio clínico:

• Dor abdominal intensa e persistente nos quadrantes superiores, com vômitos associados, é característico.

• História de etilismo é um fator de risco importante.

• Exame físico com dor à palpação nos quadrantes superiores reforça a possibilidade.

• Avaliar se há sinais sistêmicos (como febre, taquicardia ou hipotensão) e sinais de gravidade (como Cullen ou Grey-Turner).

• Próximos passos:

• Solicitar amilase e lipase séricas.

• Imagem abdominal (como ultrassonografia ou tomografia computadorizada).

2. Colecistite Aguda ou Colelitíase

• Raciocínio clínico:

• Dor nos quadrantes superiores, possivelmente no quadrante superior direito, pode sugerir patologia biliar.

• História de vômitos, dor exacerbada por alimentos gordurosos (quando aplicável).

• Etilismo não é um fator clássico, mas pode coexistir.

• Próximos passos:

• Solicitar ultrassonografia abdominal para avaliar vesícula biliar (espessamento da parede, presença de cálculos ou líquido perivesicular).

• Exames laboratoriais: leucograma, bilirrubinas, fosfatase alcalina e transaminases.

3. Hepatite Aguda ou Doença Hepática Alcoólica

• Raciocínio clínico:

• Dor nos quadrantes superiores pode ser devido a distensão da cápsula hepática por inflamação ou congestão.

• Etilismo aumenta a suspeita de hepatite alcoólica.

• Podem coexistir icterícia ou alterações laboratoriais (transaminases elevadas, padrão AST/ALT > 2:1 em hepatite alcoólica).

• Próximos passos:

• Exames laboratoriais: transaminases, bilirrubinas, GGT, albumina, INR.

• Ultrassonografia para avaliar alterações no parênquima hepático.

4. Úlcera Péptica Perfurada ou Complicada

• Raciocínio clínico:

• Dor intensa nos quadrantes superiores pode indicar úlcera gástrica ou duodenal.

• O etilismo é um fator predisponente para gastrite/úlcera.

• Avaliar sinais de peritonite, como defesa abdominal e rigidez.

• Próximos passos:

• Radiografia de abdome em pé (para pneumoperitônio).

• Endoscopia digestiva alta, se possível e estável.

5. Síndrome de Boerhaave ou Esofagite Grave

• Raciocínio clínico:

• Vômitos frequentes podem causar lesões esofágicas.

• Dor torácica ou abdominal superior deve levantar essa hipótese, especialmente se associada a sinais sistêmicos (febre, taquicardia).

• Próximos passos:

• Imagem toracoabdominal (raio-X ou TC com contraste).

• Considerar endoscopia digestiva.

Abordagem Inicial (Conduta Geral):

1. Monitorização e suporte clínico:

• Acesso venoso, hidratação vigorosa com cristalóides.

• Controle da dor (analgésicos e, se necessário, opioides).

• Correção de eletrólitos (considerar desidratação secundária a vômitos).

2. Exames laboratoriais:

• Hemograma completo, eletrólitos, amilase/lipase, função hepática (TGO/TGP, GGT, bilirrubinas), glicemia.

• Gasometria arterial (avaliar acidose metabólica ou outros distúrbios).

3. Imagens:

• Ultrassonografia de abdome.

• Tomografia computadorizada com contraste se diagnóstico não esclarecido e paciente estável.

4. Avaliação multidisciplinar:

• Cirurgia geral (se suspeita de abdome agudo perfurativo ou necessidade de intervenção cirúrgica).

• Gastroenterologia, se necessário.

Podemos ver uma resposta geral ampla, adequada ao contexto (médico na emergência) e coerente emitida pelo modelo. Vale ressaltar que é possível continuar com o aprofundamento de algum dos diagnósticos/condutas ou mesmo solicitar um número maior de diagnósticos diferenciais, incluindo alguns mais raros para o caso.

Apesar de se tratar de um caso simples e levando em conta que há ainda muito o que ser aprimorado e testado para garantirmos a segurança do seu uso rotineiro na prática clínica, vemos uma ferramenta bastante promissora como protótipo.