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Tipo: Dissertação
Título: Utilização de inteligência artificial no suporte ao diagnóstico a partir de dados hospitalares da COVID-19 e de suas sequelas pós-aguda
Autor(es): Farrapo, Ruann Campos de Castro
Orientador: Amora, Márcio André Baima
Coorientador: Paula Junior, Iális Cavalcante de
Palavras-chave em português: Detecção COVID-19;Sequelas da COVID-19;Extração de características;Predição;Machine learning;Inteligência artificial
Palavras-chave em inglês: COVID-19 detection;COVID-19 sequels;Feature extraction;Prediction;Machine learning;Machine learning
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Data do documento: 2024
Citação: FARRAPO, Ruann Campos de Castro. Utilização de inteligência artificial no suporte ao diagnóstico a partir de dados hospitalares da COVID-19 e de suas sequelas pós-aguda. 2024. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação), Universidade Federal do Ceará, Campus de Sobral, 2024.
Resumo: As infecções por COVID-19 e suas Sequelas Pós-Agudas da COVID-19 (SPAC) representam uma crise global de saúde. Associado a isso, a COVID-19 teve um impacto profundo na saúde das pessoas em todo o mundo. Além das consequências diretas da infecção pelo vírus, como doenças graves e mortes, houve um aumento significativo nos níveis de estresse, ansiedade e depressão devido ao medo da doença, isolamento social e incertezas sobre o futuro. Além disso, a compreensão dos riscos associados à COVID-19, suas sequelas e seus mecanismos biológicos ainda não estão totalmente estabelecidos. Diante dessa lacuna, é crucial desenvolver uma abordagem extrativa e preditiva para o suporte a identificar tanto a COVID-19 quanto suas possíveis sequelas. Assim, o presente estudo propõe uma metodologia para realizar essa detecção e predição utilizando técnicas de Inteligência Artificial (IA) relacionadas com o Machine Learning (ML). Essa abordagem envolve a utilização de vários classificadores, sendo eles o Decision Tree (DT), Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), rede neural Multilayer Perceptron (MLP), K — Nearest Neighbors (KNN) e Light Gradient Boosting Machine (LGBM). Além das suas construções individuais, esses classificadores foram combinados, formando um novo classificador ensemble. Esses modelos são aplicados em duas bases de dados distintas. A primeira refere-se à detecção de COVID-19, contendo 400 registros positivos e 691 negativos, com 16 variáveis. O segundo conjunto de dados é voltado para SPAC’s, abrangendo exames de pacientes com diferentes condições: 174 com Hipertensão, 181 com Asma, 182 com Insuficiência Cardíaca Congestiva e 190 com Doença Arterial Coronária. Os resultados obtidos destacam a eficácia da abordagem proposta, com resultado de acurácia nos ensembles construídos, de 97% para a primeira base de dados e com média de acurácia das 4 SPAC’s de 88,75% para a segunda base. Esses resultados de acurácia demonstram a capacidade do modelo de predizer tanto a presença da COVID-19 quanto suas possíveis sequelas, fornecendo uma ferramenta valiosa para o suporte a prática clínica e a saúde pública.
Abstract: COVID-19 infections and their Post-Acute Sequelae of COVID-19 (SPAC) represent a global health crisis. Associated with this, COVID-19 has had a profound impact on the health of people around the world. In addition to the direct consequences of virus infection, such as serious illness and death, there has been a significant increase in levels of stress, anxiety and depression due to fear of the disease, social isolation and uncertainty about the future. Futhermore, understanding the risks associated with COVID-19, its sequelae and its biological mechanisms has not yet been fully established. Given this gap, it is crucial to develop an extractive and predictive approach to support identifying both COVID-19 and its possible sequelae. Therefore, the present study proposes a methodology to carry out this detection and prediction using Artificial Intelligence (AI) techniques related to Machine Learning (ML). This approach involves the utilization of several classifiers, including Decision Tree (DT), Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), neural network Multilayer Perceptron (MLP), K — Nearest Neighbors (KNN) and Light Gradient Boosting Machine (LGBM). In addition to their individual constructions, these classifiers were combined, forming a new ensemble classifier. These models are applied to two different databases. The first refers to the detection of COVID-19, containing 400 positive records and 691 negative records, with 16 variables. The second set of data is aimed at SPACs, covering examinations of patients with different conditions: 174 with Hypertension, 181 with Asthma, 182 with Congestive Heart Failure and 190 with Coronary Artery Disease. The results obtained highlight the effectiveness of the proposed approach, with an accuracy result of 97% for the first database and an average accuracy of 88,75% for the second database. These accuracy results demonstrate the model’s ability to predict both the presence of COVID-19 and its possible sequelae, providing a valuable tool to support clinical practice and public health.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79052
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/7476774178484570
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0001-5046-8718
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/9606593375708738
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0002-2374-4817
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/5022453748409432
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:PPGEEC - SOBRAL - Dissertações defendidas na UFC

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