Machine learning em saúde e segurança do trabalhador: perspectivas, desafios e aplicações - Fernandes, Fernando Timoteo (2021)
Algoritmos de machine learning têm impactado a área da saúde nos últimos anos. Muita dessa popularidade deve-se aos ganhos de performance preditiva em comparação aos modelos estatísticos tradicionais, já que estes algoritmos conseguem capturar relações não-lineares e complexas, além de permitirem o uso de diferentes tipos de dados. Esta pesquisa objetiva descrever as diferentes técnicas recentes de machine learning e como elas podem ser aplicadas na saúde e segurança do trabalhador (SST). Os resultados da tese estão organizados em três artigos científicos. No primeiro artigo, foi realizada uma revisão bibliográfica para entender o panorama de uso de machine learning na saúde pública e em SST. Foram identificadas e categorizadas aplicações de aprendizagem supervisionada e não-supervisionada, e os principais problemas de pesquisa correspondentes. No segundo artigo, foram aplicados algoritmos de aprendizagem supervisionada para predição de absenteísmo por doença e doença relacionada ao trabalho em professores da rede pública municipal do Estado de São Paulo entre 2014 a 2018 (n=174.294), usando como fonte de dados a Relação Anual de Informações Sociais (RAIS). Cinco algoritmos foram comparados de acordo com o valor da área abaixo da curva (AUC). Todos os algoritmos obtiveram AUROC superior a 0,76. O melhor algoritmo (redes neurais artificiais) obteve AUROC de 0,79, com acurácia de 71,52%, sensibilidade de 72,86% e especificidade de 70,52%. Foi possível realizar predições que forneceram estimativas de risco no ensino infantil, para subsidiar a prevenção de afastamento por morbidades em professores, utilizando dados públicos e anônimos. No terceiro e último artigo, foram desenvolvidos modelos preditivos para identificar, antecipadamente, trabalhadores com risco de diagnóstico positivo para doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). O estudo utilizou dados da coorte prospectiva do UK Biobank, de indivíduos acompanhados desde 2006, filtrando aqueles que preencheram o questionário de histórico ocupacional (n=120.289). Desses, 1731 (1,4%) foram diagnosticados com DPOC. Ao todo, foram selecionadas 26 variáveis, entre dados demográficos, exames laboratoriais, hábitos e sintomas, para a construção de modelos generalistas para predição de DPOC. Além disso, foi selecionado um subconjunto de participantes (n=7.628) com histórico ocupacional na indústria da construção civil e na mineração com possível exposição a poeira de sílica, para desenvolver modelos especialistas. Desses, 237 (3,11%) tiveram diagnóstico de DPOC. O modelo generalista obteve AUROC de 0.845, e o modelo especialista obteve AUROC de 0.841. As cinco principais variáveis preditoras foram idade, tosse crônica, tabagismo, histórico de asma e expectoração. Os resultados mostram que é possível predizer risco individual de diagnóstico de DPOC na população geral e nos trabalhadores expostos a poeiras minerais utilizando variáveis comumente coletadas na atenção primária. Nesta tese, mostramos a viabilidade de uso de modelos preditivos na saúde do trabalhador tanto para prognóstico quanto para diagnóstico, com boa performance preditiva. Espera-se que este estudo possa contribuir para uma maior adoção de modelos preditivos por pesquisadores em SST, permitindo identificar antecipadamente trabalhadores expostos a riscos ambientais de forma a auxiliar o início de medidas preventivas que inibam ou minimizem os riscos.