Notícia

IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas

Matemática para enfrentar o Covid-19

Publicado em 25 junho 2020

IPT desenvolve aplicativo para auxiliar gestores da saúde em projeções de internações hospitalares com cooperação da startup ATS

É possível gestores da saúde fazerem os cálculos dos números de leitos UTI e de ventiladores necessários para atender a demanda de internações hospitalares de pacientes com síndrome respiratória aguda grave (SRAG) causada pelo novo coronavírus? Para auxiliar as tomadas de decisões no enfrentamento ao Covid-19, um aplicativo foi desenvolvido para operadores e profissionais responsáveis pelo gerenciamento de hospitais, assim como para assessores ou gestores estaduais e municipais da área da saúde, lançarem mão de um modelo matemático para executarem suas operações diárias de estimativas e logística.

"O Instituto de Pesquisas Tecnológicas desenvolveu a ferramenta web e o modelo matemático capaz de projetar o número de internações hospitalares, estimar o período de ocupação de leitos UTI por um paciente (desde sua internação até a sua alta), o tempo de utilização de ventiladores invasivos e também projetar a quantidade de leitos de enfermaria e de UTI que serão utilizados a cada dia na rede para o tratamento da doença”,

Modelo matemático é capaz de projetar número de internações hospitalares, estimar o período de ocupação de leitos UTI por um paciente (desde sua internação até a sua alta) e tempo de utilização de ventiladores invasivos, entre outros explica Olga Satomi Yoshida, pesquisadora do Laboratório de Vazão do IPT, responsável pela ferramenta e pelo modelo matemático.

“As projeções das internações hospitalares foram feitas a partir de uma análise estatística com base nas previsões do modelo de seis equações diferenciais do tipo SEAIRD, que forneceu o número de mortes e de infectados de Covid-19. Este modelo é do tipo Lotka-Volterra ou predador-presa”, completa Guilherme Araújo Lima da Silva, CEO e engenheiro-chefe da empresa Aerothermal Solutions & Software Distributor (ATS), que desenvolveu os modelos de previsão do número de mortes e de casos novos Covid-19.

O aplicativo contou em seu desenvolvimento com a participação de Leonardo Fonseca Larrubia, bolsista da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) no Instituto de Matemática e Estatística (IME-USP), que implementou a ferramenta em Shiny-R, que é um sistema para criação de aplicações web, e do estagiário Vinicius Moraes de Assis, também do laboratório do IPT, que trabalhou no código de programação Python para previsão de infectados, recuperados e mortos.

TRÊS SITUAÇÕES - São três as possibilidades de aplicação da nova ferramenta, que usa como base informações fornecidas por fontes oficiais, como o Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde (Datasus), Censo Covid19 (da Secretaria de Saúde do Estado de São Paulo), Brasil.IO (rede de voluntários que, diariamente, compila boletins epidemiológicos das 27 secretarias estaduais de saúde) e SRAGHOSPITALIZADO, do Ministério da Saúde.

A primeira delas se refere às projeções de internações e de demandas por leitos e ventiladores, quando o gestor necessita de uma previsão do número de internações hospitalares por município ou por Departamento Regional de Saúde (DRS) no estado de São Paulo. O aplicativo apresenta uma previsão de até 15 dias do número de internações hospitalares de pacientes com SRAG e a estimativa da quantidade necessária de leitos UTI, assim como de ventiladores invasivos e não invasivos, para o atendimento da demanda.

A ferramenta também pode ser utilizada como uma calculadora de leitos e de ventiladores por demanda e oferta. O usuário informa uma previsão do número mensal de atendimentos (estimativa da capacidade de atendimento hospitalar em pacientes por mês) e o aplicativo devolve uma resposta com o número necessário de leitos UTI, de leitos em enfermaria e também a quantidade exigida de ventiladores invasivos e não invasivos.

Finalmente, a terceira aplicação funciona também como uma calculadora de leitos de ventiladores por demanda o oferta, mas neste caso o usuário informa o número de leitos UTI possíveis de serem ofertados por um hospital e o aplicativo fornece como informações o número de pacientes que o hospital poderá atender por dia, assim como a quantidade necessária de ventiladores invasivos e não invasivos para esta demanda.

O modelo matemático está disponível para uso gratuito pelos hospitais do estado de São Paulo que dedicaram (ou irão dedicar) leitos de enfermaria e leitos UTI a fim de atender pacientes confirmados ou suspeitos com Covid-19, conforme diretrizes para internações hospitalares de SRAG da Secretaria de Estado da Saúde de São Paulo.

O desenvolvimento do aplicativo faz parte das frentes de trabalho do IPT para o enfrentamento ao novo coronavírus, que disponibilizou sua infraestrutura e o seu conhecimento multidisciplinar para desenvolver soluções que possam ajudar a conter e a mitigar os riscos da pandemia. O modelo desenvolvido poderá ser útil para outras doenças, pois é uma evolução das equações clássicas - “foi uma colaboração sem ganho, de cunho humanitário, que usou nossa capacidade de entender os problemas e transformá-los em linguagem matemática”, finaliza Silva.