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RAG na Saúde: Combatendo Alucinações em Dispositivos Médicos Inteligentes

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RAG na Saúde: Combatendo Alucinações em Dispositivos Médicos Inteligentes

Por Ricardo Costa Val do Rosario auxiliado por ChatGPT 5.0 Plus

RAG aplicado à Saúde e Dispositivos Médicos Inteligentes (DM IA)

- Modelos de Linguagem de Grande Porte (LLMs), apesar de sua alta capacidade de geração de texto, 
sofrem de três limitações críticas:
1. Alucinações,
2. Conhecimento desatualizado,
3. Inacessibilidade a bases privadas e proprietárias.
    
- O RAG (Retrieval Augmented Generation) surge como a principal arquitetura para mitigar esses riscos, 
ao integrar busca semântica em dados reais, privados e auditáveis ao processo de geração de respostas, 
garantindo confiabilidade, rastreabilidade e segurança da informação.

Contextualização Clínica

- Na área da saúde, alucinações não representam apenas erros técnicos, mas sim riscos diretos à 
vida humana. 
- O uso de RAG torna-se um pilar estrutural da Tecnovigilância ao permitir que:
1. Protocolos clínicos reais sejam consultados em tempo real;
2. Laudos e diretrizes institucionais sejam respeitados;
3. Os (DM IA) operem sob bases científicas atualizadas.

Contextualização Ética e Regulatória

- O RAG está diretamente alinhado com:
•	LGPD (Brasil),
•	HIPAA (EUA),
•	ISO 13485 e IEC 62304, pois evita o envio de dados sensíveis para fora da infraestrutura 
institucional e garante explicabilidade (XAI) ao indicar a fonte exata da resposta.

Retrieval Augmented Generation (RAG)

- O RAG combina o melhor dos dois mundos: a busca precisa de um motor de busca com a capacidade 
de conversação de uma LLM. Assim, temos a busca mais geração, o que nos permite obter respostas 
inteligentes e confiáveis. 

- A combinação cria um sistema híbrido mais poderoso do que qualquer componente isolado. 

- São três componentes principais:
1. Retrieval (Recuperação): Envolve a busca de informações relevantes em documentos para responder a 
uma pergunta. O sistema busca documentos relevantes na base de conhecimento.

2. Augmentation (Aumento): Refere-se à melhoria das capacidades do modelo, 
inserindo informações encontradas como contexto no prompt do usuário.

3. Generation (Geração): Refere-se à capacidade natural das LLMs de gerar um texto coerente.

Descrição do processo RAG

1. A primeira etapa é a recuperação, que consiste em encontrar trechos de informações mais relevantes
em documentos para responder a uma pergunta. Ele utiliza, nessa primeira etapa, uma busca semântica, 
não apenas palavras-chave. 

2. O sistema busca documentos relevantes na base de conhecimento. 

3. Em seguida, ele aumenta o prompt do usuário, inserindo as informações encontradas como contexto. 

4. Finalmente, a LLM gera uma resposta com a instrução clara de usar apenas aquele contexto. 

5. Todo o processo ocorre de forma automática e em tempo real.

Definindo Alucinações e como evita-lás

Aumentar o prompt significa que ele adiciona informações relevantes ao contexto da pergunta e a 
instrução diz respeito a apenas este mesmo contexto, o que é crucial para evitar alucinações, pois, 
às vezes, o modelo não sabe a resposta e acaba inventando. 

Explorando o aumento do contexto e componentes do RAG

- O truque do RAG é fornecer ao LLM um livro de consulta específico para cada pergunta, permitindo 
uma resposta precisa e baseada em fatos. 

- O processo envolve uma pergunta do usuário, seguida por uma busca semântica em documentos relevantes
e aumenta o contexto, adicionando documentos ao prompt. 

- A LLM responde com base neste contexto específico, gerando uma resposta conforme as informações existentes.
    
# Exemplo, 
Se apergunta do usuário for sobre a política de devolução para produtos eletrônicos, o sistema recupera o contexto: 
produtos eletrônicos podem ser devolvidos em até 30 dias com a nota fiscal, mas itens danificados não são elegíveis. 
A resposta gerada seria: "Nossa política permite a devolução de produtos eletrônicos em até 30 dias, desde que você 
apresente a nota fiscal e o produto não esteja danificado. 

Componentes essenciais do RAG

incluem os embeds, que são representações numéricas, vetores que capturam o significado semântico dos textos, 
permitindo busca por similaridade. Basicamente, são os DNAs da informação. juntamente com um banco de dados vetorial. 
Ao armazenar os dados eles causam a indexação dos embeds para uma busca rápida e eficiente. 

# Exemplos incluem FIZE, CHROMA, PINECONE, entre outros.
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Detalhando o processo de chunk e geração de embed

 - O processo de chunk é importante, pois divide o documento em partes menores. 
 - O modelo de linguagem, a LLM, é o cérebro de todo o processo. 
 - O fluxo completo do RAG envolve um ciclo de vida em algumas etapas:
1. Ingestão do documento e consulta. 
2. Na geração do embed, cada chunk é convertido em um vetor numérico, representando
seu significado semântico. 
3. A indexação armazena os embeds em um banco de dados vetorial para busca eficiente. 
4. Na consulta e recuperação, a pergunta do usuário é convertida em embeds em um processo 
de conversão por buscas de chunks relevantes.
5. A LLM gera a resposta baseada nas perguntas e nos chunks recuperados como contexto.

Caso 01 — Suporte Clínico Baseado em Protocolos Institucionais

# Cenário: Um médico consulta o chatbot sobre o protocolo de sepse do hospital.
# Arquitetura:
•	PDF com protocolos
•	Embeddings
•	Banco vetorial Chroma
•	LLM com temperatura = 0

# Código (Python + LangChain)
from langchain.document_loaders import PyPDFLoader
from langchain.embeddings import GoogleGenerativeAIEmbeddings
from langchain.vectorstores import Chroma
from langchain.chat_models import ChatGoogleGenerativeAI
from langchain.chains import RetrievalQA

# Carregar documento
loader = PyPDFLoader("protocolo_sepse.pdf")
documents = loader.load_and_split()

# Criar embeddings
embeddings = GoogleGenerativeAIEmbeddings(model="models/embedding-001")

# Criar banco vetorial
db = Chroma.from_documents(documents, embedding=embeddings)

# LLM
llm = ChatGoogleGenerativeAI(model="gemini-1.5-pro", temperature=0)

# Cadeia RAG
qa = RetrievalQA.from_chain_type(llm=llm, retriever=db.as_retriever())

# Consulta
pergunta = "Qual é o protocolo inicial para sepse grave?"
resposta = qa.run(pergunta)

print(resposta)

# Impacto: Redução de erro médico, padronização assistencial e atualização automática.

Caso 02 — Combate à Alucinação em Laudos Automatizados

# Cenário: Sistema gera laudos a partir de exames laboratoriais. O RAG garante que 
apenas tabelas oficiais sejam usadas como base.

retriever = db.as_retriever(search_kwargs={"k": 3})

prompt = """
Use exclusivamente o contexto abaixo para responder:
{context}
Pergunta: {question}
"""
# Impacto: Elimina laudos “inventados” por ausência de dados.

Caso 03 — Dispositivo Médico Inteligente com IA Embarcada (IoMT)

# Cenário: Um monitor multiparamétrico consulta uma base local de farmacologia
hospitalar antes de sugerir alertas.
# Fluxo:
•	Sensor → Microserviço → Banco Vetorial Local → LLM → Alerta Clínico
alert_chain = RetrievalQA.from_chain_type(
    llm=llm,
    retriever=db.as_retriever(),
    return_source_documents=True
)

# Impacto: Decisão embarcada segura, sem dependência da internet.

Caso 04 — Auditoria de Tecnovigilância Automatizada

# Cenário: 	Auditoria automática correlaciona eventos adversos com históricos 
de manutenção e falhas anteriores.

auditoria = qa.run("Existem falhas recorrentes no modelo X de bomba de infusão?")

# Impacto: Detecção precoce de padrões de risco e suporte à vigilância sanitária.

A Relevância da Temperatura

- No contexto dos Modelos de Linguagem (LLMs), o parâmetro temperatura é um dos ajustes 
fundamentais para controlar a variabilidade das respostas. 
    
# Mecanismo de Funcionamento
- A temperatura atua basicamente na distribuição de probabilidade da escolha das próximas 
palavras durante a geração de textos em dois processos tecnicamente distintos, a saber:

1. Temperatura baixa: reforça as probabilidades relativas das palavras mais prováveis, 
fazendo com que e o modelo selecione palavras com maior certeza e resultando em respostas 
consistentes e menos variadas.

2. Temperatura alta: ameniza as diferenças entre as probabilidades, reduzindo a escolha de 
palavras com menor probabilidade, gerando respostas mais diversificadas além de aumentar as
possibilidade de incoerências ou desvios do contexto desejado.


# Exemplo Prático
- Imagine um cenário em que o LLM precisa responder a uma pergunta com informações precisas, 
como uma política interna da empresa. Ao definir a temperatura como zero, garantimos uma resposta 
estável, sem variações desnecessárias. Por outro lado, se o objetivo for gerar ideias para um brainstorming,
aumentar a temperatura pode incentivar respostas mais diversas.

Exemplo de definição de temperatura em um modelo LLM utilizando LangChain

from langchain.chat_models import ChatGoogleGenerativeAI

Inicializa o LLM com uma temperatura baixa para respostas determinísticas

llm = ChatGoogleGenerativeAI(model='M9 1.5 Pro Latest', temperature=0)

Exemplo de chamada do LLM com prompt simples

prompt = "Descreva a política de home office da empresa."
resposta = llm(prompt)
print(resposta.content)

Desafios na Implementação de RAG em Saúde

1. Curadoria rigorosa dos dados
2. Custo computacional de embeddings
3. Atualizações frequentes de bases clínicas
4. Governança da IA e versionamento das fontes
5. Segurança cibernética e proteção de dados sensíveis
6. Explicabilidade exigida por órgãos reguladores

Perspectivas Tecnológicas

1. Integração com FHIR + HL7
2. RAG multimodal (texto + imagem + biossinais)
3. RAG federado entre hospitais
4. Integração direta com Sistemas de Prontuário Eletrônico do Paciente (PEP)
5. RAG embarcado em equipamentos de UTI

Futuro do RAG na Medicina 5.0

- O futuro aponta para:
1. IA Clínica Autônoma Assistida por Dados Reais```
2. Hospitais Cognitivos
3. Auditorias contínuas automatizadas
4. Dispositivos Médicos autoexplicáveis
5. Tecnovigilância preditiva baseada em padrões vetoriais
6. O RAG deixa de ser apenas uma técnica e passa a ser um pilar da segurança digital hospitalar.

Considerações Finais

1. O RAG é uma revolução em diversos setores e problemas. 

2. Ele reduz alucinações, trabalha com conhecimento atualizado e oferece um custo-benefício interessante
e a transparência em seus processos de trabalho permite saber qual fonte foi usada para gerar a resposta, 
facilitando auditorias. 

3. Em termos de compliance, o RAG tem a  privacidade como item muito importante, pois dados sensíveis podem 
permanecer dentro da infraestrutura, sem exposição externa, garantindo segurança.

4. O RAG pode ajudar a solucionar muitos problemas, tais como atendimento ao cliente, suporte técnico e médico, 
análise de documentos legais, pesquisa e desenvolvimento. 

5. A escolha da temperatura deve alinhar-se aos objetivos da aplicação. Em implementações onde a precisão e a 
repetibilidade são cruciais, uma temperatura baixa é ideal. 

6. Em cenários que demandam criatividade, experimentação ou geração de múltiplas alternativas, ajustes para valores 
mais altos podem ser explorados. Esse balanceamento é fundamental para aproveitar ao máximo as capacidades
dos LLMs em diferentes contextos.

Oi, Ricardo! Tudo bem?

Seu material está muito bem organizado, e o infográfico resume de forma clara e didática como o RAG reduz alucinações em dispositivos médicos inteligentes. A relação entre segurança, eficiência e o fluxo Recuperação → Aumento → Geração ficou objetiva e tecnicamente correta.

  Alura   Conte com o apoio da comunidade Alura na sua jornada. Abraços e bons estudos!
solução!

Oi Rafaela, é muito bom saber disso.
Obrigado