Built-in Functions in Python: Aplicações em Telemedicina e Aprendizado de Máquina

Por Ricardo Costa Val do Rosario

1.0 O que são Built-in Functions?

# Definição:
Funções pré-definidas no Python que estão sempre disponíveis sem a necessidade 
de importar módulos externos.

# Vantagens:
1. Reduzem o tempo de desenvolvimento.

2. Melhoram a legibilidade e manutenção do código.

3. Usadas para operações comuns: 
a- Processamento de dados, 
b- Transformação de coleções, 
c- Matemática.

# Relevância na Telemedicina:

1. Permitem processar grandes volumes de dados clínicos rapidamente.

2. Auxiliam em pipelines de Machine Learning para análise de séries 
temporais de pacientes.

2.0 Categorias Principais de Built-in Functions e Aplicações Médicas

2.1 Funções de Conversão de Tipos

Aplicação real:

1. Convertem dados brutos (como leituras de sensores) em formatos manipuláveis.

2. Exemplos: int(), float(), str(), list(), dict()

Conversão de dados de sensores (string) para números

heart_rate_str = "78"  # leitura de um dispositivo vestível
heart_rate = int(heart_rate_str)

if heart_rate > 100:
    print(" Alerta: Taquicardia detectada!")

2.2 Funções Estatísticas e Matemáticas

Aplicação real:

1. Analisar sinais vitais ao longo do tempo para detectar tendências.

2. Exemplos: sum(), min(), max(), abs(), round(), pow()

Média de glicemia de um paciente diabético em monitoramento contínuo

glucose_readings = [110, 115, 120, 130, 125]
average_glucose = sum(glucose_readings) / len(glucose_readings)

if average_glucose > 126:
    print(" Possível diagnóstico de Diabetes Mellitus")

2.3 Funções para Iteração e Filtragem

Aplicação real:

1. Filtrar sinais ruidosos ou detectar eventos críticos em um fluxo de dados.

2. Exemplos: filter(), map(), sorted(), any(), all()

Detectar pressões arteriais sistólicas fora do padrão (hipertensão)

bp_readings = [120, 140, 150, 110, 135]
hypertension_readings = list(filter(lambda x: x > 140, bp_readings))

print("Leituras de hipertensão:", hypertension_readings)

2.4 Funções de Manipulação de Sequências

Aplicação real:

1. Combinar sinais vitais com timestamps para análise temporal.

2. Exemplos: len(), zip(), reversed(), enumerate()

Associar leituras de oximetria com horários

timestamps = ["08:00", "12:00", "16:00"]
oxygen_levels = [98, 95, 92]

for time, oxygen in zip(timestamps, oxygen_levels):
    if oxygen < 94:
        print(f" Alerta de hipoxemia às {time}: {oxygen}%")

2.5 Funções para Operações Lógicas

Aplicação real:

1. Validar se todas as métricas do paciente estão dentro de parâmetros.

2. Exemplos: bool(), any(), all()

Checar se todas as leituras de temperatura estão normais

temps = [36.8, 37.0, 36.9, 37.1]
is_stable = all(36 <= t <= 37.5 for t in temps)

if not is_stable:
    print("Instabilidade térmica detectada")

2.6 Funções de Entrada e Saída

Aplicação real:

1. Interação com profissionais de saúde no sistema de telemonitoramento.

2. Exemplos: input(), print()

Receber confirmação de um médico remoto

confirmation = input("Confirma administração de insulina (S/N)? ")
if confirmation.upper() == 'S':
    print("Insulina administrada.")

Casos de Uso em Aprendizado de Máquina para Doenças Crônicas

3.1 Pré-processamento de Dados

1. Funções usadas: map(), filter(), sorted()

2. Exemplo: Limpar dados de glicemia para treinar modelo de previsão de hipoglicemia.

3.2 Normalização e Ajuste

1. Funções usadas: abs(), round()

2. Exemplo: Normalizar variações de pressão arterial antes de alimentar uma RNN.

3.3 Avaliação de Modelos

1. Funções usadas: max(), min()

2. Exemplo: Identificar melhores e piores predições de um modelo de regressão.

predictions = [0.1, 0.8, 0.9, 0.3]
labels = [0, 1, 1, 0]

accuracy = sum(p > 0.5 == l for p, l in zip(predictions, labels)) / len(labels)
print(f"Acurácia do modelo: {accuracy:.2%}")

Vantagens de Usar Built-in Functions em Telemedicina:

1. Redução de código redundante em sistemas de monitoramento.
2. Maior eficiência para processar séries temporais e sinais contínuos.
3. Integração fácil com frameworks de IA como TensorFlow e PyTorch.
4. Suporte à construção de dashboards médicos inteligentes.

Conclusão

1. As built-in functions do Python são uma “caixa de ferramentas” poderosa para desenvolver algoritmos em telemedicina.

2. Elas permitem desde o pré-processamento de dados clínicos até a avaliação de modelos de aprendizado de máquina, com foco em monitoramento remoto contínuo e resposta proativa a eventos críticos em pacientes com doenças crônicas.