Bruce Aylward, Diretor-geral assistente da Organização Mundial da Saúde, fala durante uma conferência de imprensa sobre o roteiro do Ebola em Genebra, Suíça. A ciência de dados ajudou muito no mapeamento de doenças. Murat Unlu / Agência Anadolu / Getty Images p Big data é uma das ferramentas mais poderosas de que dispomos na luta contra as doenças. Quanto mais dados temos em mãos, mais educados podemos ser nas escolhas de cuidados de saúde que fazemos. Os dados podem fornecer um panorama sobre a saúde de uma determinada comunidade e nos ensinar sobre as semelhanças entre os pacientes para que possamos estimar os fatores de risco. Pode nos ajudar a aprender mais sobre doenças e, portanto, encontrar uma cura, ou vamos ver como os surtos viajam para contê-los com eficácia.
p A ciência de dados é um dos campos mais interdisciplinares que existem. Cientistas, médicos, matemáticos, programadores de computador e epidemiologistas são apenas algumas das profissões envolvidas na ciência de dados. Todas as pessoas participam da coleta de dados, analisando isso, descobrir como usá-lo ou agir sobre ele.
p Aqui estão 10 maneiras pelas quais a ciência de dados tem sido usada com diferentes doenças e epidemias.
Uma mulher faz uma mamografia em um hospital em Haute-Savoie, França. As recomendações sobre quando fazer mamografias mudaram nos últimos anos. BSIP / UIG via Getty Images p Nem todos os cânceres são evitáveis, mas você não gostaria de parar os que são? O rastreamento para predisposição e crescimento inicial existe para o colo do útero, seio, pulmão, câncer de próstata e cólon. Mas como os médicos determinam as diretrizes sobre quem deve ser examinado, com que frequência e quando? A resposta está no big data.
p A Força-Tarefa de Serviço Preventivo dos EUA usa big data de alta qualidade de grandes estudos epidemiológicos para determinar as diretrizes de triagem. Por exemplo, do estudo da taxa de diagnósticos de câncer falso-positivos em mulheres na faixa dos 40 anos, a força-tarefa determinou que fazer mamografias antes dos 50 anos é desnecessário (a menos que haja histórico de câncer de mama na família) [fonte:WebMD].
p Extrair o máximo de dados possível de pacientes com câncer também ensina os médicos sobre como o câncer cresce. A Oregon Health and Science University está realizando testes de sequenciamento de genes em milhares de pacientes com câncer para aprender mais sobre como a formação do câncer ocorre em diferentes pessoas, para que possam oferecer diagnósticos mais rápidos. A universidade ainda prevê ser capaz de diagnosticar câncer em 24 horas até 2020, graças ao que aprenderam [fonte:Oregon Health and Science University].
Aedes aegypti mosquitos são vistos em laboratório do instituto da Fiocruz, em Recife, Estado de Pernambuco, Brasil. Esse mosquito transmite o vírus Zika e está sendo estudado no instituto. Mario Tama / Getty Images p Os mosquitos há muito disseminam doenças como a malária e a dengue, Portanto, reunir informações sobre os tipos de mosquitos que transmitem essas doenças e onde eles vivem pode nos ajudar na luta contra essas doenças. O surto mais recente do vírus transmitido pelo mosquito Zika nos mostrou o quão assustador pode ser a falta de dados sobre como uma doença se espalha e o que ela pode fazer às pessoas.
p Para ajudar a combater essas doenças transmitidas por mosquitos, cientistas da IBM, Johns Hopkins e a University of California San Francisco colaboraram na criação de software de código aberto que permite aos epidemiologistas fazer modelos preditivos de doenças [fonte:Ungerleider]. O software foi projetado para que epidemiologistas com conhecimento mínimo de codificação ainda possam usá-lo para executar análises de dados, prever a trajetória de surtos e planejar estratégias para conter a propagação da doença.
p O programa usa dados da Organização Mundial de Saúde que mostram a sensibilidade geral de uma região a surtos, modelos populacionais de humanos e mosquitos, e dados climáticos que identificam locais de surto em potencial. Tomados em conjunto, esses dados podem retardar a propagação de vírus transmitidos por mosquitos.
Boxer Muhammad Ali, que teve a doença de Parkinson por anos, é mostrado com sua esposa Yolanda Ali em um evento. Axel Koester / Sygma / Sygma via Getty Images p Mal de Parkinson, uma condição neurológica que afeta mais de 10 milhões de pessoas em todo o mundo, fornece um ótimo exemplo de como a coleta de dados combinada com a tecnologia pode fazer a diferença na área de saúde [fonte:Parkinson's Disease Foundation].
p Uma pessoa com Parkinson costuma apresentar tremores corporais muito graves. Isso ocorre porque o cérebro para de produzir lentamente um neurotransmissor chamado dopamina. Quanto menos dopamina uma pessoa tem, menos capaz de controlar seus movimentos e emoções [fonte:National Parkinson Foundation].
p Contudo, no momento em que ele apresenta sintomas visíveis (como tremores) e é diagnosticado com Parkinson, até 80% dos neurônios de seu cérebro associados à dopamina foram destruídos [fonte:Feber]. Embora atualmente não haja cura para o mal de Parkinson, existem tratamentos para manter os sintomas sob controle. Então, se os médicos podem detectar os sintomas mais cedo, então o tratamento pode começar mais cedo. p Para este fim, várias empresas têm investigado a tecnologia vestível para coletar dados sobre tremores quase imperceptíveis, marcha e qualidade do sono. Conforme os dados são reunidos, pode fornecer informações aos usuários de tecnologia sobre se eles podem ter uma predisposição para o mal de Parkinson e ajudá-los a obter tratamento mais cedo. A coleta dessa enorme quantidade de dados em um hub central também dá aos médicos e cientistas a capacidade de pesquisar tópicos comuns em pacientes com Parkinson, talvez um dia leve à cura.
Uma mulher olha um mapa no centro de informações telefônicas nacionais do Instituto Nacional Holandês para Saúde Pública e Meio Ambiente (RIVM) em Haia, configurado para pessoas que têm dúvidas sobre o vírus do Ebola em 2014. VALERIE KUYPERS / AFP / Getty Images p De 2014-2015, ocorreu um surto massivo de Ebola, principalmente na África Ocidental. Mais de 11, Mil pessoas morreram dessa doença somente naquela região [fonte:Centros para Controle e Prevenção de Doenças (CDC)]. Com o surto do vírus ocorrendo em alguns dos países mais pobres do mundo, era difícil conseguir informações médicas para os cidadãos, e havia pouca infraestrutura para combater a doença. Uma grande preocupação na luta global contra o Ebola era entender onde o vírus estava se espalhando para determinar as áreas com necessidades mais urgentes de ajuda. E é aí que a ciência de dados entrou em ação.
p Usando software de mapeamento em tempo real, Cientistas e profissionais de saúde pública podem rastrear a doença em toda a África e prever as áreas mais vulneráveis que podem sucumbir a um surto no futuro. Coletando pontos de dados sobre a localização de espécies de morcegos (o provável portador do vírus Ebola), densidade populacional, tempo de viagem do assentamento principal mais próximo, e um punhado de outros fatores, os cientistas podem enfrentar a doença.
p A ferramenta de mapeamento foi lançada em um workshop em fevereiro de 2016. "Posso facilmente percorrer os mapas e ver especificamente os distritos em Gana onde está o nicho do vírus Ebola, onde provavelmente haverá um surto, e a partir daí podemos fazer a vigilância animal, "disse o participante Dr. Richard Suu-Ire, chefe da unidade veterinária de vida selvagem em Gana, responsável pela coleta de amostras de morcegos para vigilância do ebola em seu país [fonte:Fortunati].
Lawanda Fearrington (à esquerda) e sua irmã Nicole têm cardiomiopatia dilatada familiar, um problema cardíaco que matou seu pai em 2003 (mostrado na foto que eles estão olhando). Suas outras duas irmãs têm a mesma doença. Michael S. Williamson / The Washington Post pelo Getty Images p Uma das maneiras mais eficazes de usar os dados na medicina é calcular o risco. Quando pontos de dados suficientes são coletados e analisados, médicos e profissionais de saúde pública podem determinar não apenas quais fatores podem desempenhar um papel em uma doença, mas também o ponto de gatilho no qual alguém pode ficar em alto risco de contraí-lo.
p A doença cardíaca é um excelente exemplo disso. É a causa número 1 de morte nos EUA, atribuível a uma em cada quatro mortes [fonte:CDC]. Anteriormente, os médicos costumavam calcular o risco de doenças cardíacas principalmente usando os valores do colesterol. Se o colesterol estivesse alto, os pacientes receberam medicamentos prescritos; se baixo, eles foram considerados como não estando em risco.
p Contudo, usando uma coleção de dados coletados de várias fontes, o American College of Cardiology e a American Heart Association encontraram semelhanças em pacientes com doenças cardíacas que iam muito além de simplesmente terem colesterol alto. Com enormes conjuntos de dados em peso, raça, era, história, colesterol e alguns outros fatores, os grupos geraram um teste que atua como uma calculadora de risco muito mais abrangente e personalizada, chamado de estimador de risco ASCVD [fonte:Gaglioti]. Como resultado, os médicos mudaram a maneira como praticam e calculam o risco de doenças cardíacas.
Um policial segura sacos de heroína confiscados como prova em Gloucester, Massachusetts. Em 2015, Gloucester criou o Programa Angel, que direciona viciados para centros de tratamento, em vez de prendê-los. O programa foi copiado por muitos departamentos de polícia. John Moore / Getty Images p O uso de drogas pode devastar comunidades, assim como muitas doenças. O número de mortes por overdose nos Estados Unidos é impressionante - mais de 47, 000 somente em 2014 [fonte:American Society of Addiction Medicine]. Na verdade, overdose de drogas é a principal causa de morte acidental nos Estados Unidos, e o vício em opiáceos está causando a maioria das mortes.
p O rastreamento de dados de mortalidade em diferentes comunidades pode dar aos profissionais de saúde, governos e ativistas comunitários têm uma noção sólida de como as drogas podem estar influenciando uma determinada região. Com base nesses dados, eles poderiam saber onde cepas de drogas particularmente letais podem estar se infiltrando nas cidades e usar a ação do governo para impedir a disseminação. Descobrir mais sobre onde as pessoas estão morrendo de overdose pode indicar aos governos quais comunidades precisam de intervenções, como serviços de reabilitação ou médicos para fornecer estratégias de redução de danos.
p Este tipo de estratégia tem ajudado muitas comunidades rurais a tomar medidas contra a epidemia de opiáceos, levando a resultados muito positivos. Várias áreas rurais nos EUA seguiram as estratégias de reabilitação estabelecidas pelo Gloucester, Departamento de Polícia de Massachusetts que, em apenas um ano, levou a que mais de 400 pacientes fossem encaminhados para tratamento e os custos de encarceramento noturno caíram 75%. Por exemplo, qualquer pessoa viciada pode entrar no departamento de polícia e a equipe disponível ajudará a colocá-la em um programa de tratamento [fonte:Toliver]. p Finalmente, ter dados de mortalidade relacionados a medicamentos em mãos levou os Centros de Controle e Prevenção de Doenças a apresentar diretrizes para médicos sobre práticas de prescrição de opioides [fonte:Gaglioti]. Os dados não apenas ajudam a combater a epidemia, mas também atinge a raiz do problema e pode impedir o abuso de substâncias antes que ele se instale.
Dra. Mona Hanna-Attisha, diretor do Programa de Residência em Pediatria do Hurley Medical Center que expôs Flint, Os altos níveis de chumbo de Michigan no abastecimento de água, testemunha durante uma audiência no Capitólio. SAUL LOEB / AFP / Getty Images p Às vezes, os dados não precisam ser "grandes" para ter um grande impacto no combate às doenças. Um menor, Um conjunto de dados focado pode ser revelador sobre a saúde de uma comunidade. The Flint, Michigan, a crise da água é um exemplo perfeito.
p Uma investigação feita por um engenheiro civil mostrou que amostras de água das casas de Flint continham altos níveis de chumbo; Contudo, as evidências que ele desenterrou não foram suficientes para convencer os líderes do governo de que a água estava contaminada. Depois de ouvir sobre o estudo do engenheiro, um pediatra da cidade decidiu reunir seu próprio conjunto de dados.
p A Dra. Mona Hanna-Attisha reuniu informações de registros hospitalares e encontrou níveis extraordinariamente altos de chumbo no sangue de crianças. Em vez de esperar para publicar suas descobertas em um jornal médico, ela deu uma conferência de imprensa, e os funcionários da cidade foram forçados a ouvir. p O envenenamento por chumbo pode ter efeitos a longo prazo no desenvolvimento e comportamento do cérebro de uma criança, e em Flint, quase 27, 000 crianças foram expostas ao chumbo na água da cidade [fonte:D'Angelo]. Sem o conjunto de dados que provou que havia algo errado, milhares de outras crianças poderiam ter sido prejudicadas.
O prefeito de Nova York, Bill de Blasio, fez um discurso em um evento em homenagem ao membro do FDNY, Ray Pfeifer, que morreu de um câncer raro que se acredita ter vindo de 8 meses de serviço no Ground Zero. Pfeifer era um ativista por benefícios ampliados. Andy Katz / Pacific Press / LightRocket via Getty Images) p Os pools de big data são ótimos lugares para pescar padrões. Cientistas e médicos às vezes se envolvem em estudos de longo prazo de grupos específicos de pessoas para saber se há algo em comum no progresso de sua saúde. Por exemplo, Os trabalhadores da saúde pública estão atualmente envolvidos em um estudo com os primeiros respondentes do 11 de setembro para aprender os efeitos de longo prazo de sua exposição no Marco Zero. Ser capaz de atribuir cânceres raros e doenças respiratórias que podem desenvolver a essa exposição dá aos médicos e ao governo mais informações sobre como configurar sistemas de assistência e suporte.
p Um dos estudos de coorte de maior impacto é o Women's Health Initiative (WHI). Lançado em 1993, este ensaio clínico de longo prazo reuniu dados em 161, 000 mulheres na pós-menopausa para aprender estratégias de prevenção de doenças cardíacas, cânceres de mama e colorretal, e fraturas osteoporóticas [fonte:WHI].
p Os padrões que os cientistas observaram nessas mulheres mudaram a forma como os profissionais de saúde previnem e tratam essas doenças, trazendo um grande retorno sobre o investimento. Os pesquisadores empregaram um modelo de simulação de doença ao longo de um intervalo de nove anos (2003-2012) para comparar as diferenças na saúde das mulheres com base nos resultados dos ensaios WHI. p O modelo mostrou que, seguindo as orientações do WHI, havia 76, 000 casos a menos de doenças cardiovasculares, 126, 000 menos casos de câncer de mama e menos 4,3 milhões de usuários de terapia hormonal combinada. Avançar, a simulação do modelo de doença mostrou que, ao empregar os resultados do WHI ao longo desse período de nove anos, Os americanos economizaram cerca de US $ 35,2 bilhões em custos diretos com saúde [fonte:National Institutes of Health].
Uma mulher toma uma vacina contra a gripe em uma farmácia. O site FluNearYou.org permite que os americanos publiquem os sintomas da gripe e os cientistas usem as informações para rastrear as tendências da gripe. Imagens Terry Vine / Getty p Apesar da pressão anual para encorajar as pessoas a se vacinarem contra a gripe, essa doença respiratória altamente contagiosa ainda consegue atingir milhões de pessoas nos EUA todos os anos e matar milhares de pessoas que adoecem [fonte:CDC].
p Uma pessoa com gripe pode infectar outras pessoas um dia antes dos sintomas aparecerem, e até sete dias após ela ficar doente, portanto, saber onde e quando a gripe está atingindo seu pico em um país é realmente valioso [fonte:CDC].
p O site FluNearYou.org permite que os americanos publiquem os sintomas que estão tendo em relatórios de saúde semanais. Milhares de pessoas enviam seus relatórios para o site, e os cientistas mapeiam os dados de crowdsourcing para descobrir quais sintomas estão presentes e em quais locais do país. p Ciência de dados, Contudo, nem sempre é perfeito. O Google mergulhou no mundo das previsões da gripe com o Google Flu Trends (GFT). Com base nas pesquisas de sintomas das pessoas, eles alegaram que poderiam reunir dados suficientes para fornecer estimativas precisas da prevalência da gripe até duas semanas antes do CDC [fonte:Lazer]. Infelizmente, A GFT não conseguiu prever um grande pico de gripe em 2013 (seu algoritmo incluía muitos termos de pesquisa sazonais não relacionados à gripe). Enquanto GFT falhou, o conceito de crowdsourcing de dados para fazer previsões sobre doenças costuma funcionar muito bem.
O World Community Grid pede que as pessoas doem o poder de computação sobressalente de seus dispositivos pessoais para fazer cálculos de pesquisa para cientistas. Kohei Hara / Getty Images p Coletar dados em um hub central não é a única maneira de usarmos o crowdsourcing para ajudar as doenças. Crowdsourcing de computadores para processar as informações é tão importante.
p O World Community Grid é um esforço liderado pela IBM que pede às pessoas que doem o poder de computação sobressalente de seus dispositivos pessoais para combater doenças. Quando seu dispositivo está ocioso, pode fazer cálculos de pesquisa para cientistas, portanto, resultados que levariam décadas podem ser obtidos em meses. Computadores crowdsourced executaram simulações de funções celulares para entender doenças como a tuberculose; rastreou milhões de compostos químicos contra as proteínas-alvo que o Zika provavelmente usa para se desenvolver em corpos humanos e identificou marcadores genéticos para ajudar a prever o câncer.
p Mais de 700, 000 voluntários já se inscreveram para ajudar nesses diferentes projetos [fonte:World Community Grid]. Com a quantidade de tempo ocioso que nossos dispositivos coletivos podem oferecer para essas causas, essa é uma maneira pela qual o big data pode fazer uma grande diferença.
