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Type: TCC
Title: Classificação de arritmia cardíaca com aprendizado de máquina automatizado (AutoML)
Authors: Miranda, Paula Luana Oliveira
Advisor: Magalhães, Regis Pires
Keywords in Brazilian Portuguese : Eletrocardiograma;Aprendizado de máquina automatizado;Técnica de reamostragem;AutoGluon
Issue Date: 2023
Citation: MIRANDA, Paula Luana Oliveira. Classificação de arritmia cardíaca com aprendizado de máquina automatizado (AutoML). 2023. 67 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação)-Universidade Federal do Ceará, Campus de Quixadá, Quixadá, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: As doenças cardiovasculares são as que mais matam no mundo, sendo a arritmia cardíaca uma das maiores causadoras. O exame capaz de detectar a arritmia cardíaca é o eletrocardiograma, um exame que contém ruídos e é de difícil interpretação. Em vista disso, a fim de contribuir com pesquisas que facilitem o processo de interpretação de exames, a Inteligência artificial possui uma vasta quantidade de trabalhos relacionados a esse objetivo, onde os pesquisadores têm desenvolvido estratégias que tornam os dados mais legíveis para algoritmos e analisado diferentes estruturas de modelos que lidem melhor com dados de eletrocardiograma. Obtendo o mesmo objetivo, o presente trabalho implementa e analisa: tamanhos de segmentações sobre os dados do exame Eletrocardiograma (ECG); aplicação de técnica de remoção de ruído da biblioteca Neurokit; Técnica de Sobreamostragem Sintética para Classes Minoritárias (SMOTE) e técnica Amostragem Sintética Adaptativa para Classes Minoritárias (ADASYN); e utiliza aprendizado de máquina automatizado tendo em vista a busca por melhores hiperparâmetros que se adéquem a algoritmos sem que seja estabelecido testes manualmente. Ademais, o presente trabalho faz um levantamento sobre as variações de hiperparâmetros gerados para os modelos pela ferramenta de aprendizado de máquina automatizado, AutoGluon. Com as abordagens implementadas esse trabalho conclui que para a maioria dos algoritmos utilizados o uso de dados com segmentação 360 permite que o modelo alcance um maior desempenho quando comparado a dados segmentados em 2000. Modelos de aprendizado de máquina alcançaram melhores desempenhos quando classificaram dados que tiveram a técnica de remoção de ruído aplicado. E por fim, o Autogluon gerou mais variações para modelos de aprendizado profundo, mas apesar disso o algoritmo de aprendizado de máquina Light Gradient Boosting Machine (LightGBM) também obteve um alto desempenho na fase de teste. Sendo assim, os algoritmos que alcançaram melhores desempenhos foram os redes neurais e o LightGBM.
Abstract: Cardiovascular diseases are the biggest killers in the world, with cardiac arrhythmia being one of the biggest causes. The test capable of detecting cardiac arrhythmia is the electrocardiogram, a test that contains noise and is difficult to interpret. In view of this, in order to contribute to research that facilitates the process of interpreting exams, Artificial Intelligence has a vast amount of work related to this objective, where researchers have developed strategies that make data more readable for algorithms and analyzed different model structures that better handle electrocardiogram data. Achieving the same objective, the present work implements and analyzes: segmentation sizes on Electrocardiogram (ECG) exam data; application of noise removal technique from the Neurokit library; Synthetic Oversampling Technique for Minority Classes (SMOTE) and Adaptive Synthetic Sampling Technique for Minority Classes (ADASYN); and uses automated machine learning to search for better hyperparameters that fit algorithms without manually establishing tests. Furthermore, the present work surveys the variations in hyperparameters generated for the models by the automated machine learning tool, AutoGluon. With the approaches implemented, this work concludes that for most of the algorithms used, the use of data with 360 segmentation allows the model to achieve greater performance when compared to data segmented in 2000. Machine learning models achieved better performances when classifying data that had the noise removal technique applied. Finally, Autogluon generated more variations for deep learning models, but despite this, the Light Gradient Boosting Machine (LightGBM) machine learning algorithm also achieved high performance in the testing phase. Therefore, the algorithms that achieved the best performance were neural networks and LightGBM.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76652
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO-QUIXADÁ - Monografias

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