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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82372| Tipo: | TCC |
| Título : | Aplicação de redes neurais para diagnóstico cardíaco: uma abordagem comparativa com machine learning e interpretação via SHAP |
| Autor : | Oliveira Júnior, Vandemberg Monteiro de |
| Tutor: | Madeiro, João Paulo do Vale |
| Palabras clave en portugués brasileño: | Eletrocardiograma;Aprendizado de máquina;Aprendizado profundo;Classificação;Interpretabilidade |
| Palabras clave en inglés: | Electrocardiogram;Machine learning;Deep learning;Classification;Interpretability |
| Áreas de Conocimiento - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO |
| Fecha de publicación : | 2025 |
| Citación : | STUDART, Gabriel Moraes Ramos. Uma abordagem automatizada para integração e análise de dados acadêmicos e profissionais de alunos dos cursos de Engenharia da UFC. 2025. 114 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) — Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Resumen en portugués brasileño: | O diagnóstico de condições cardíacas através de eletrocardiogramas (ECGs) é um processo complexo que demanda tempo e expertise dos profissionais de saúde. Com o avanço das técnicas computacionais, surge a oportunidade de desenvolver ferramentas de apoio ao diagnóstico mais precisas e interpretáveis. Este trabalho teve como objetivo comparar abordagens de aprendizado de máquina (ML) e aprendizado profundo (DL) na classificação de condições cardíacas, utilizando a base de dados CPSC2018, avaliando tanto configurações com 12 derivações quanto com derivação única. A metodologia empregou uma arquitetura ResNet34 para DL e XGBoost para ML, além de técnicas de interpretabilidade SHAP. Os resultados demonstraram a superioridade da ResNet34, que alcançou F1-Score de 0,815 e acurácia de 96,5% com 12 derivações, superando o XGBoost (0,758 e 95,8%, respectivamente). Na configuração com a derivação I, a ResNet34 manteve resultados robustos, com F1-Score de 0,774 e acurácia de 95,6%, enquanto o XGBoost apresentou resultados mais modestos, com 0,655 e 94,2%. A análise de interpretabilidade revelou que, enquanto o XGBoost oferece uma visão clara sobre como características específicas influenciam suas decisões, a ResNet34 fornece uma perspectiva mais visual e clinicamente relevante em ambas as configurações. O estudo conclui que estas técnicas têm potencial para atuar como ferramentas auxiliares valiosas no diagnóstico cardíaco, tanto em cenários clínicos com ECGs de 12 derivações, quanto em dispositivos vestíveis que utilizam derivação única, onde poderiam atuar como sensores de relevância para identificar trechos do sinal que merecem uma avaliação mais detalhada por especialistas. Em todos os casos, sua aplicação deve ser complementar à expertise médica, servindo como auxiliar na avaliação médica. |
| Abstract: | The diagnosis of cardiac conditions through electrocardiograms (ECGs) is a complex process that demands time and expertise from healthcare professionals. With the advancement of computational techniques, there is an opportunity to develop more accurate and interpretable diagnostic support tools. This work aimed to compare machine learning (ML) and deep learning (DL) approaches in the classification of cardiac conditions using the CPSC2018 database, evaluating both 12-lead and single-lead configurations. The methodology employed a ResNet34 architecture for DL and XGBoost for ML, along with SHAP interpretability techniques. The results demonstrated the superiority of ResNet34, which achieved an F1-Score of 0.815 and accuracy of 96.5% with 12 leads, outperforming XGBoost (0.758 and 95.8%, respectively). In the lead I configuration, ResNet34 maintained robust results, with an F1-Score of 0.774 and accuracy of 95.6%, while XGBoost showed more modest results, with 0.655 and 94.2%. The interpretability analysis revealed that while XGBoost provides clear insight into how specific features influence its decisions, ResNet34 provides a more visual and clinically relevant perspective in both configurations. The study concludes that these techniques have potential to serve as valuable auxiliary tools in cardiac diagnosis, both in clinical settings with 12-lead ECGs and in wearable devices using single-lead, where they could act as relevance sensors to identify signal segments that deserve more detailed evaluation by specialists. In all cases, their application should be complementary to medical expertise. |
| URI : | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82372 |
| Lattes del autor: | http://lattes.cnpq.br/5333320434149503 |
| ORCID del tutor: | https://orcid.org/0000-0001-6511-6707 |
| Lattes del tutor: | http://lattes.cnpq.br/4328159466506074 |
| Derechos de acceso: | Acesso Aberto |
| Aparece en las colecciones: | ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO - Monografias |
Ficheros en este ítem:
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