REGISTRO DOI:10.69849/revistaft/cl10202410081640
Alessandra Belo da Costa
Cristiele Renovato de Brito
Rebeca Rayane Ponce Alves
RESUMO
A segurança transfusional engloba não somente a segurança do sangue e dos componentes sanguíneos como produto terapêutico, mas também a segurança do processo transfusional. Com o advento da tecnologia, nas últimas décadas os equipamentos na área hematológica evoluíram propiciando um amplo aumento na qualidade dos resultados dos exames, através da redução da variabilidade das análises e diagnósticos mais exatos e sofisticados, promovendo a segurança do paciente. Diante disso, a presente pesquisa tem como objetivo geral descrever sobre o contexto histórico na segurança transfusional até a chegada da inteligência artificial na triagem hematológica. A presente pesquisa é considerada uma revisão de literatura, com a utilização dos fins de pesquisa exploratório com meios de pesquisa bibliográfica sobre o contexto do impacto da tecnologia digital na segurança transfusional da fase analítica na triagem hematológica. Os resultados apresentados mostraram que o uso da inteligência artificial nos processos que envolvem a transfusão sanguínea está associado ao desenvolvimento de sistemas de dados. Eles vão desde a melhoria da precisão do diagnóstico até o tratamento personalizado e o desenvolvimento mais rápido de medicamentos. A base para o uso qualificado da IA é um aconselhamento abrangente e profissional. Ainda é preciso que mais estudos sejam desenvolvidos sobre a atuação dessa tecnologia no processo de tipagem de grupos sanguíneos, para o uso pós análise laboratorial.
Palavras chaves: hematologia, fase analítica laboratorial e tecnologias.
ABSTRACT
Transfusion safety encompasses not only the safety of blood and blood components as a therapeutic product, but also the safety of the transfusion process. With the advent of technology, in recent decades, equipment in the hematology area has evolved, providing a large increase in the quality of test results, through the reduction of variability in analyses and more accurate and sophisticated diagnoses, promoting patient safety. In view of this, the general objective of this research is to describe the historical context in transfusion safety until the arrival of artificial intelligence in hematological screening. This research is considered a literature review, using exploratory research purposes with bibliographic research means on the context of the impact of digital technology on transfusion safety in the analytical phase of hematological screening. The results presented showed that the use of artificial intelligence in processes involving blood transfusion is associated with the development of data systems. They range from improving diagnostic accuracy to personalized treatment and faster drug development. The basis for the qualified use of AI is comprehensive and professional advice. Further studies are still needed on the role of this technology in the blood typing process, for use after laboratory analysis.
Keywords: hematology, laboratory analytical phase and technologies.
1. INTRODUÇÃO
A hemovigilância é um conjunto de procedimentos de vigilância que abrange todo o ciclo do sangue, com o objetivo de obter e disponibilizar informações sobre eventos adversos ocorridos nas diferentes etapas, a fim de reduzir a ocorrência, melhorar a qualidade dos processos e produtos e aumentar a segurança do doador e do receptor (Sistema Nacional de Hemovigilância, 2020).
A segurança transfusional engloba não somente a segurança do sangue e dos componentes sanguíneos como produto terapêutico, mas também a segurança do processo transfusional. Este processo envolve um enorme conjunto de etapas e de intervenientes, o que gera uma complexa rede de interações de processos e de profissionais multidisciplinares (Teles, 2014).
Entre as etapas do processo de análise da amostra, a fase analítica apresenta ampla importância, pois consiste na realização dos testes e na interpretação dos resultados do sangue. Logo, as diversas variáveis analíticas de um exame laboratorial devem ser muito bem controladas, através de sistemas de qualidade, a fim de assegurar que tais diagnósticos sejam precisos e exatos (Meira e Claudia, 2012).
São necessários critérios como a confiabilidade e praticidade que envolve o tipo de amostra, duração do ensaio, metodologia, estabilidade dos reagentes, equipamentos, custos e segurança pessoal devem ser monitoradas, bem como a qualidade da água, a limpeza da vidraria e a calibração dos dispositivos de medição (pipetas, vidrarias e equipamentos) (Anvisa, 2005).
Com o advento da tecnologia, nas últimas décadas os equipamentos na área hematológica evoluíram propiciando um amplo aumento na qualidade dos resultados dos exames, através da redução da variabilidade das análises e diagnósticos mais exatos e sofisticados, promovendo a segurança do paciente (Chandrashekar e Tarigopula, 2019). Mas, a literatura científica aponta altos índices de erros laboratoriais.
Dessa forma, o estudo se justifica pelo aprimoramento contínuo do conhecimento sobre os processos analíticos envolvidos no ciclo do sangue em ambiente laboratorial e as tecnologias envolvidas no controle de tais processos, incluindo a incorporação de novas tecnologias digitais na segurança transfusional.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Tipo de estudo: A presente pesquisa é considerada uma revisão de literatura, com a utilização dos fins de pesquisa exploratório com meios de pesquisa bibliográfica sobre o contexto do impacto da tecnologia digital na segurança transfusional da fase analítica na triagem hematológica.
Bases de dados consultadas: O estudo foi realizado por meio da pesquisa feita em bases de dados eletrônicas: Scielo (Scientific Eletronic Libray Online) e Biblioteca Virtual em Saúde do Ministério da Saúde (BVS), sendo associado com a utilização de informações coletadas de livros e publicações de órgãos oficiais da saúde e diretrizes nacionais.
Fontes Bibliográficas: Foram utilizados artigos, livros. Para a pesquisa dos artigos foram utilizadas as palavras-chaves em português: hematologia, fase analítica laboratorial e tecnologias. Em inglês: hematology, laboratory analytical phase and Technologies.
Critérios de Inclusão: A seleção dos estudos para composição desta pesquisa foi realizada através de critérios de inclusão e exclusão. Os critérios de inclusão utilizados foram: artigos com data de publicação entre 2012 a 2024, publicados em idioma português e inglês e pesquisas direcionadas a tecnologias. Os critérios de exclusão utilizados foram: Estudo de revisão bibliográfica e pesquisas não disponíveis em texto completo de forma gratuita.
Coleta de Dados: A coleta foi realizada durante o mês de junho a novembro de 2024, através da análise documental em artigos científicos publicados em revistas de saúde, livros e páginas de órgãos oficiais. Foram coletados os dados mais relevantes de casa estudo, para composição e embasamento do tema proposto.
Análise de Dados: Os dados foram analisados inicialmente com base nos títulos e resumo dos estudos identificados, após a aplicação dos critérios de inclusão e exclusão os estudos restantes foram analisados de forma individual, sendo selecionados apenas os que apresentaram resultados significativos e de acordo com o objetivo desta pesquisa.
3. REVISÃO DA LITERATURA
3.1 História da transfusão sanguínea
Em 1818 o obstetra britânico James Blundell realizou a primeira transfusão bem-sucedida de sangue humano em uma paciente para tratamento de hemorragia pós-parto. Sangue de seu marido foi retirado com uma seringa e injetado com sucesso na paciente. Entre 1825 e 1830, ele realizou dez dessas transfusões, com cinco das pacientes apresentando benefícios clínicos (AJMANI E AJMANI, 2020).
Em 1901, Karl Landsteiner, um médico austríaco, descobriu os primeiros grupos sanguíneos humanos, o que ajudou a transfusão a se tornar uma prática mais segura. Ao realizar experimentos nos quais ele misturava amostras de sangue retiradas de sua equipe, Landsteiner descobriu os grupos sanguíneos A, B e O e estabeleceu os princípios básicos da compatibilidade ABO. Em 1907, um cirurgião americano chamado Reuben Ottenberg sugeriu que o sangue do paciente e do doador deveria ser agrupado e cruzado antes de um procedimento de transfusão de sangue (JERSILD E HAFNER, 2017).
Entre 1914 e 1918, descobriu-se que anticoagulantes como o citrato de sódio prolongavam a vida útil do sangue e a refrigeração também provou ser um meio eficaz de preservação do sangue. Nas décadas de 1920 e 1930, a doação voluntária de sangue para armazenamento e uso foi iniciada. Mais ou menos na mesma época, Edwin Cohn desenvolveu o fracionamento de etanol a frio, um método de quebrar o sangue em suas partes componentes para obter albumina, gamaglobulina e fibrinogênio, por exemplo (CAP et al., 2018).
Durante a Segunda Guerra Mundial, a transfusão de sangue foi usada em larga escala para tratar soldados feridos e se tornou conhecida como um procedimento que salva vidas. No entanto, durante as transfusões que foram realizadas nos anos seguintes, dois problemas estavam sendo encontrados. O primeiro era que, frequentemente, o sangue coagulava durante o procedimento, já que nenhum anticoagulante (uma solução que inibe a coagulação do sangue) estava sendo usado até o ano de 1914. O segundo problema era que cerca de metade dos pacientes transfundidos tiveram reações graves, algumas das quais levaram à morte (AJMANI E AJMANI, 2020).
3.2 Processos tradicionais/manuais utilizados na transfusão sanguínea
A primeira transfusão de sangue em humano realizada em 1818 foi realizada com o aparelho de transfusão de sangue Blundell que foi fabricado pela Savigny and Company em Londres. Essa transfusão foi feita com um processo onde Blundell deixou a veia da paciente na curva do braço exposta, e uma incisão de extensão suficiente para admitir o tubo da seringa foi feita nela. A seringa usada pelo Dr. B. era semelhante à seringa injetora comum, e continha duas onças. O sangue foi retirado do marido da paciente em um copo, e o Dr. B. ficou pronto com sua seringa para absorvê-lo instantaneamente, de fato, enquanto ele estava fluindo: foi então imediatamente introduzido no orifício da veia, e cautelosamente injetado. Nenhum efeito pareceu ser produzido pela primeira injeção de duas onças, mas no final da segunda houve uma aproximação da síncope; o pulso caiu um pouco (MCCULLOUGH, 2021).
A transfusão de sangue foi tentada ao longo da história, mas geralmente falhou devido a uma variedade de fatores. O principal deles era a propensão do sangue a coagular, reduzindo seu fluxo e entupindo o equipamento usado para transferi-lo. O sangue não podia ser armazenado e precisava ser administrado o mais rápido possível. Em 1900, as transfusões normalmente envolviam a conexão dos vasos sanguíneos do doador e do receptor usando tubos de borracha da Índia. Um método para suturar vasos sanguíneos foi criado por Alexis Carrel em 1902 e aprimorado por George Crile em 1905 (NIKOLIC et al., 2022).
Esses métodos de transfusão direta necessitavam cortar a pele para expor os vasos sanguíneos. Isso exigia grande destreza cirúrgica, podia levar de duas a três horas e exigia que o doador e o paciente ficassem quietos lado a lado para que as conexões não fossem interrompidas. Era impossível avaliar quanto sangue realmente passava do doador para o paciente, e a coagulação continuava sendo um grande problema (MCCULLOUGH, 2021).
Reações graves, às vezes fatais, ocasionalmente ocorriam e a maioria era devido a incompatibilidades de grupos sanguíneos. Embora a tipagem sanguínea ABO tenha sido descoberta em 1900 por Karl Landsteiner, levaria vários anos até que sua importância na transfusão fosse apreciada pela maioria dos médicos. Dadas as dificuldades e reações inexplicáveis, o interesse e a confiança na transfusão diminuíram significativamente na virada do século, especialmente entre os médicos (KURTZBERG, 2017).
O sangue foi transfundido por muito tempo de um braço para o outro, conectando diretamente as veias do doador e do receptor. Na época, os médicos não sabiam como armazenar o sangue, pois ele coagularia nos frascos de vidro nos quais era coletado (NIKOLIC et al., 2022).
Em 1913, AR Kimpton e JH Brown de Boston coletaram sangue de doadores em um cilindro de vidro que havia sido revestido com uma película de parafina. Se feito corretamente, a superfície lisa da parafina retardava a coagulação. Melhor ainda era o método de seringas múltiplas criado naquele ano por Edward Lindemann de Nova York. Uma equipe treinada mantinha as seringas em movimento constante do doador para o paciente. Mais importante, eles usavam agulhas de metal pontiagudas inseridas através da pele diretamente nas veias, eliminando a necessidade de expor os vasos sanguíneos por incisão (BOOTH, ALLARD, ROBINSON, 2021).
Modificações que substituíram as seringas por tubos e dispositivos de torneira simplificaram o processo, tornando possível que um único médico realizasse uma transfusão. Além disso, quando as propriedades anticoagulantes do citrato de sódio foram descobertas em 1914, tornou-se possível armazenar melhor o sangue (NIKOLIC et al., 2022).
No entanto, uma questão permaneceu: em que o sangue deve ser armazenado? Foi somente no início da década de 1950 que os pesados e frágeis frascos de vidro foram substituídos por sacos plásticos. Esses sacos não eram apenas menos frágeis, mas também mais fáceis de armazenar e transportar. A tecnologia de armazenamento de sangue vem progredindo desde então. Hoje em dia, o sangue é armazenado principalmente em sacos de PVC, pois esse material garante a preservação ideal da hemoglobina.
A figura 1 apresenta os equipamentos utilizados na transfusão de sangue durante a Primeira Guerra Mundial. Cerca de 500 mL de sangue eram tipicamente coletados de cada doador. Antes da transfusão, o excesso de anticoagulante era removido e o sangue despejado em um novo frasco, filtrando-o através de um tampão de gaze para remover quaisquer coágulos ou detritos (ROMERO, 2023).
Figura 1 Frascos de sangue utilizados na transfusão manual
Em 1914-1915, o uso do anticoagulante citrato de sódio foi introduzido independentemente por Albert Hustin na Bélgica, Luis Agote na Argentina e Richard Lewisohn em Nova York. O anticoagulante permitiu que o sangue fosse armazenado por alguns dias e acabou com a necessidade de doador e receptor ficarem na mesma sala. No Instituto Rockefeller em Nova York, Peyton Rous e JR Turner Jr. descobriram que adicionar dextrose (açúcar) ao citrato estendeu o tempo de armazenamento para quatro semanas (VALDES SOCIN, 2021).
Quando a guerra começou na Europa, as poucas transfusões dadas por médicos franceses e britânicos usavam métodos diretos mais antigos, como a anastomose de Carrel. Esses métodos podiam funcionar em hospitais atrás das linhas, mas eram delicados demais para operações militares. E era difícil arranjar doadores e cirurgiões suficientes quando vários pacientes simultaneamente necessitavam de transfusão.
3.3 A tecnologia digital na segurança transfusional
3.3.1 Evolução das ferramentas tecnológicas para segurança transfusional
A transfusão, que hoje é um procedimento frequente e salvador de vidas, não se tornou útil ou segura até que os antígenos e anticorpos do grupo sanguíneo foram descobertos; o primeiro sistema a ser identificado foi o sistema de grupo sanguíneo ABO em 1901. Em 1940, um segundo sistema principal, chamado sistema de grupo sanguíneo Rh (Rhesus), foi identificado. Depois disso, a tipagem sanguínea de rotina de doadores e receptores permitiu transfusões de sangue bem-sucedidas entre eles (HOSSMANN, 2020).
Após vários séculos de experimentação, uma descoberta do Dr. Karl Landsteiner levou a um dos grandes avanços na hematologia. Em 1901, o médico austríaco demonstrou a existência do sistema ABO. Este primeiro passo na diferenciação dos grupos sanguíneos abriu caminho para as transfusões modernas (HOSSMANN, 2020).
Tendo ganhado o Prêmio Nobel de Medicina em 1930, Karl Landsteiner começou a trabalhar com o biólogo Alexander Wiener em 1940. Sua pesquisa levou à descoberta do sistema de grupo sanguíneo Rh. Este grande passo à frente na determinação da compatibilidade doador/receptor desempenhou um papel fundamental em tornar as transfusões de sangue cada vez mais seguras (GONZALES et al., 2021).
Durante a segunda metade do século XX, esforços foram feitos para desenvolver uma estrutura mais estruturada para transfusões de sangue. Instituições públicas e privadas foram criadas em muitos países e encarregadas de coordenar a coleta de sangue e/ou garantir que cada país tivesse seu próprio suprimento nacional (ROMERO, 2023).
3.3.2 Tecnologias digitais na otimização da segurança
Nos últimos anos, houve um aumento exponencial na geração e acessibilidade de processos inteligentes e automatizados de saúde. O cenário de automatização de processos se expandiu significativamente para abranger procedimentos tradicionais e fontes mais novas, como equipamentos, e softwares inteligentes (AZEVEDO, CRUZ, 2023).
Os avanços na tecnologia da informação, juntamente com o crescimento do poder computacional e a evolução dos métodos analíticos baseados em ferramentas bioinformáticas e/ou técnicas de inteligência artificial, aumentaram o potencial de utilização de processos para gerar evidências do mundo real e melhorar a prática clínica. De fato, essas abordagens analíticas inovadoras permitem a triagem e análise de grandes quantidades de dados para gerar evidências rapidamente (SANTOS e CRUZ, 2022).
Como tal, vários usos práticos da inteligência artificial na medicina foram investigados com sucesso para processamento de imagens, diagnóstico e previsão de doenças, bem como o gerenciamento de tratamentos farmacológicos, destacando assim a necessidade de educar os profissionais de saúde sobre essas abordagens emergentes (AZEVEDO, CRUZ, 2023).
Os usos práticos da inteligência artificial na medicina estão relacionados ao processo de fatores interdependentes. Estes incluem o mundo real, o tipo e extensão dos dados nele recolhidos, a seleção das variáveis utilizadas pela IA, os algoritmos utilizados e o objetivo e utilização da respetiva aplicação. Distorções e erros (ocultos) podem ocorrer em todos esses níveis (SOARES et al., 2023).
Além disso, outros processos práticos que a inteligência artificial vem sendo inserida na área da medicina é na precisão do diagnóstico ao tratamento personalizado. Dessa forma, ela pode melhorar a precisão dos diagnósticos, analisando grandes quantidades de dados e detectando padrões invisíveis ao olho humano. Aplicações como leitura de imagens de raios X ou ressonâncias magnéticas são aceleradas e refinadas pela IA (PALADINO, 2023).
IA é um amplo ramo da ciência da computação que visa desenvolver máquinas inteligentes usando previsões e automação para executar tarefas que normalmente exigem inteligência humana (ALONSO et al., 2024).
As aplicações desse tipo de IA no setor de saúde estão se desenvolvendo rapidamente e, em um futuro próximo, podem desempenhar um papel na análise de diferentes tipos de dados, incluindo imagens médicas, predição de estrutura de proteínas, documentação clínica, assistência diagnóstica, suporte à decisão clínica e design de medicamentos. No entanto, até o momento, a IA generativa tem flutuações imprevisíveis em termos de qualidade e precisão, bem como algumas questões éticas que podem limitar sua aplicação completa no setor de saúde, destacando assim a necessidade de supervisão humana (PASSOS e JUNIOR, 2023).
3.3.3 Erros na fase analítica na triagem hematológica
A segurança transfusional deve ser realizada em todas as etapas do processo de transfusão, até mesmo na fase analítica na triagem hematológica, sendo essencial para biossegurança das coletas realizadas. Visto que, erros humanos e instrumentais podem ser encontrados durante a fase analítica. Ocasionalmente, erros aleatórios também podem ocorrer. Erros que distorcem a medição da amostra devido a erros humanos ou mau funcionamento instrumental são mais comuns (JESUS, 2022).
Os seguintes erros, apresentados na tabela 1, podem surgir durante os testes de laboratório na fase analítica:
4. RESULTADOS
Diante disso, os resultados quantitativos identificados nas buscas mostraram o total de 812 estudos. Destes 267 do SciELO e, 325 do Pubmed e 120 do LILACS. Com essa identificação foram acrescentados os filtros em todas, o que permitiu chegar ao resultado final de um total de 50 artigos selecionados para composição desta pesquisa.
O fluxograma apresentado abaixo mostra as etapas quantitativas realizadas durante o processo de elegibilidade dos estudos.
Os estudos selecionados mostraram que globalmente, espera-se que o setor de saúde aumente os investimentos em tecnologias que ajuda a otimizar os processos em 44% entre 2022 e 2026. Nos primeiros nove meses de 2023, as empresas globais de análise em saúde receberam mais de 1 milhão em investimentos de capital de risco, representando um aumento de 31% em relação aos níveis de financiamento no mesmo período em 2017 (LI et al., 2024).
Neste ambiente, os líderes de ciências biológicas devem equilibrar sua necessidade de aplicar essas tecnologias para melhorar os processos e também o atendimento ao paciente e os resultados dos exames e sem se deixar levar pela máquina de propaganda da inteligência artificial (MARTINS, 2018).
Na assistência biomedicina a tecnologia está crescendo cada vez mais o uso para suporte à otimização dos processos, oferecendo a uma ampla variedade de análises clínicas e acesso a informações personalizadas com resultados específicos. Tudo isso foi feito para ajudar a melhorar os resultados dos pacientes. Além disso, na área de biomedicina já vem sendo usando, há décadas, software de IA que auxiliam os biomédicos com algoritmos de diagnóstico de doenças. O desenvolvimento e o uso de sistemas devem ser conduzidos por uma estrutura central que articule condições apropriadas para seu uso. Isso inclui processos para monitorar a qualidade dos dados, desenvolver e validar algoritmos e proteger suficientemente os dados do paciente (SUHAG, KAUSHIK, TAXAK, 2024).
Nessa indústria os pesquisadores podem usar tecnologias e aprendizado de máquina para conduzir processos de tomada de decisão para o desenvolvimento de novos medicamentos e para expandir medicamentos existentes para tratamentos para outras condições. Os líderes biomédicos também podem empregar ferramentas para agilizar o processo de testes clínicos, identificando de forma mais rápida e precisa os pacientes apropriados de várias fontes de dados (BI et al., 2024).
Atualmente, um terço de todas as empresas de Software como Serviço (SaaS) de IA de assistência biomédica estão se concentrando parcial ou exclusivamente em otimização dos processos e diagnósticos, tornando-se uma das maiores áreas de foco para emergentes no campo (BAGADE et al., 2024).
Essa otimização também se torna essencial e importante em processos específicos como transfusões sanguíneas. As transfusões ajudam milhões de pacientes em todo o mundo todos os anos. Elas beneficiam os pacientes diretamente quando o sangue ou plasma é transfundido para hemorragias devido a acidentes, queimaduras ou complicações pós-parto, ou indiretamente quando os hemoderivados são transfundidos para hemofilia ou imunoglobulinas são transfundidas para certas formas de câncer (CAPECCE, NASCIMENTO, 2019).
O uso dessa ferramenta tecnológica pode, portanto, caracterizar os produtos sanguíneos com muito mais precisão e realizar a determinação genética molecular dos grupos sanguíneos. Dessa forma, a inteligência artificial (IA) poderia ajudar a gerir de forma eficiente o inventário de produtos sanguíneos e a prever a procura, bem como apoiar a seleção de doadores de sangue adequados. É identificado que estão atualmente a ser desenvolvidos conceitos inovadores para tipagem de grupos sanguíneos e um registro nacional de transfusões. No entanto é necessário esperar para que seja analisado de forma mais especifica a eficácia (LOPES et al., 2023).
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O estudo identificou que o uso da inteligência artificial nos processos que envolvem a transfusão sanguínea está associado ao desenvolvimento de sistemas de dados. Eles vão desde a melhoria da precisão do diagnóstico até o tratamento personalizado e o desenvolvimento mais rápido de medicamentos. A base para o uso qualificado da IA é um aconselhamento abrangente e profissional
No entanto, os resultados também mostraram que os sistemas de monitoramento que oferecem uma melhor alocação das doações de sangue aos receptores também precisam ser aprimorados. Os registros de pesquisa podem ser usados, por exemplo, para saber quais pacientes reagiram a qual diagnóstico e como reagiram a um hemoderivado, para poder atribuí-los com ainda mais precisão no futuro.
Diante disso, é compreendido que a inteligência artificial vem sendo muito estudado para melhoria e agilidade dos processamentos de dados e informações dos pacientes que realizam transfusão sanguínea, seu uso foi identificado na fase pre analítica da tipagem sanguínea. Ainda é preciso que mais estudos sejam desenvolvidos sobre a atuação dessa tecnologia no processo de tipagem de grupos sanguíneos, para o uso pós analise laboratorial.
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