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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75923
Type: | TCC |
Title: | O uso de aprendizado profundo para predição de diagnósticos de doenças cardiovasculares |
Authors: | Santos, Stefane Ribeiro dos |
Advisor: | Coutinho, Emanuel Ferreira |
Co-advisor: | Farias, Victor Aguiar Evangelista de |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Doenças cardiovasculares;Aprendizado profundo;Eletrocardiograma;Redes neurais;Classificação |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Issue Date: | 2023 |
Citation: | SANTOS, Stefane Ribeiro dos. O uso de aprendizado profundo para predição de diagnósticos de doenças cardiovasculares. 2023. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação)-Universidade Federal do Ceará, Campus de Quixadá, Quixadá, 2023. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | As Doenças Cardiovasculares (DCV) são um grupo de doenças do coração e dos vasos sanguíneos. Essas doenças configuram a maior causa de morte no mundo. As DCV vem afetando cada vez mais jovens adultos, devido à prática de hábitos não saudáveis, como não realizar exercícios físicos, excesso de peso, obesidade, tabagismo, estresse, depressão e alimentação com alto teor de gordura e industrializados. Nesse contexto, a detecção precoce de DCV desempenha um papel essencial para que o manejo com aconselhamento e medicamentos possa ter início. A maior parte das adversidades cardíacas podem ser diagnosticadas por meio de sinais de Eletrocardiograma (ECG). A classificação do ECG apresenta uma relevância bastante alta atualmente, visto que, há diversas aplicações médicas em que este problema pode ser evidenciado. Na segunda metade do século 20, o Aprendizado de Máquina (AM) evoluiu como um subcampo da Inteligência Artificial (IA), sendo capaz de desenvolver algoritmos de autoaprendizagem que formam conhecimento de dados para poder fazer previsões. Embora haja muitos métodos de AM que apresentam soluções capazes de auxiliar na interpretação do ECG, a predição de DCV configura um dos impasses mais complexos na área de análise de dados clínicos. Dito isso, realizar análises com métodos ainda pouco explorados para este fim pode trazer contribuições significativas para a área da saúde. Nessa perspectiva, este trabalho propõe o uso de Aprendizado Profundo (AP) para classificação de diagnósticos de DCV, desenvolvendo modelos de redes neurais Transformer e Long Short-Term Memory (LSTM), e avaliando-os por meio das métricas de precisão, revocação e f1-score, com o intuito de comparar o desempenho dos métodos que foram utilizados para realizar a predição de diagnósticos de DCV. Os resultados dos experimentos mostraram valores de precisão de, aproximadamente, 70% a 84% para a rede neural LSTM e valores de precisão igual ou inferiores a 48% para a rede neural Transformer. Para a métrica de revocação, o Transformer obteve valores que alcançaram até 62% e a LSTM obteve resultados de até 77%. Para a métrica f1-score, a LSTM apresentou valores entre 41% a 72% e o Transformer obteve valores menores, de até 36% |
Abstract: | Cardiovascular diseases (CVD) are a group of diseases of the heart and blood vessels. These diseases are the leading cause of death worldwide. CVD is affecting more and more young adults, due to unhealthy habits such as not exercising, being overweight, obesity, smoking, stress, depression and eating a diet high in fat and processed foods. In this context, early detection of CVD plays an essential role so that management with counseling and medication can begin. Most heart conditions can be diagnosed using electrocardiogram (ECG) signals. The classification of the ECG is highly relevant today, as there are many medical applications in which this problem can be evidenced. In the second half of the 20th century, Machine Learning (ML) evolved as a sub-field of Artificial Intelligence (AI), capable of developing self-learning algorithms that form knowledge from data in order to make predictions. Although there are many AM methods that present solutions capable of helping with ECG interpretation, predicting CVD is one of the most complex impasses in the field of clinical data analysis. That said, carrying out analyses with methods that have not yet been explored for this purpose could make significant contributions to the health field. With this in mind, this work proposes the use of deep learning to classify CVD diagnoses, developing Transformer and LSTM neural network models and evaluating them using the metrics of accuracy, recall and f1-score, in order to compare the performance of the methods that have been used to predict cardiovascular disease diagnoses. The results of the experiments showed accuracy values of approximately 70% to 84% for the LSTM neural network and accuracy values of 48% or less for the Transformer neural network. For the recall metric, Transformer obtained values of up to 62% and LSTM obtained results of up to 77%. For the f1-score metric, LSTM had values between 41% and 72% and Transformer had lower values of up to 36%. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75923 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/9359546788802277 |
Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/9895446406302202 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO-QUIXADÁ - Monografias |
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