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Tipo: TCC
Título : Diagnóstico automatizado de fibrilação atrial em ECG de dispositivos vestíveis com Deep Learning
Autor : Teixeira, Gabriel Araújo
Tutor: Moraes, Jermana Lopes de
Palabras clave en portugués brasileño: Fibrilação atrial;Smartwatch;Eletrocardiograma;Deep Learning;TensorFlow Lite
Palabras clave en inglés: Atrial fibrillation;Smartwatch;Electrocardiogram;Deep Learning;TensorFlow Lite
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Fecha de publicación : 2026
Citación : TEIXEIRA, Gabriel Araújo. Diagnóstico automatizado de fibrilação atrial em ECG de dispositivos vestíveis com Deep Learning. 2026. 50 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) – Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2026.
Resumen en portugués brasileño: A fibrilação atrial (FA) é a arritmia cardíaca sustentada mais comum na população adulta, associada a risco elevado de AVC, insuficiência cardíaca e mortalidade. Com a difusão de dispositivos vestíveis surge a oportunidade de monitorar continuamente o eletrocardiograma (ECG), possibilitando detecção precoce de arritmias. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema baseado em smartwatch para, a partir de janelas de ECG de 30 segundos, realizar a classificação automática de ritmos cardíacos por meio de uma rede neural convolucional otimizada (DMKS). A metodologia envolveu o uso da base PhysioNet/CinC Challenge 2017 para treinamento, complementada por outros três repositórios públicos (MIT-BIH Noise Stress Test Database, Motion Artifact Contaminated ECG Database e PhysioNet/CinC 2011) para enriquecimento de ruídos e artefatos. Aplicou-se um pipeline de pré-processamento (padronização de comprimento, filtragem Butterworth com filtfilt e normalização Min–Max), geração controlada de exemplos ruidosos e data augmentation para ampliar a diversidade sem alterar a representação de desbalanceamento entre classes. A arquitetura selecionada foi convertida para TensorFlow Lite para implantação on-device. Os resultados demonstram desempenho robusto do classificador, com F1-score global de aproximadamente 0.93 e alta sensibilidade na detecção de episódios de fibrilação atrial (recall ≈ 0.89; F1 ≈ 0.89). A conversão para TensorFlow Lite com quantização pós-treinamento permitiu inferência eficiente em dispositivo móvel, mantendo desempenho comparável à versão não quantizada. Conclui-se que a solução proposta é promissora para triagem automática de FA a partir de sinais obtidos por smartwatches, apresentando alta sensibilidade para FA e alto F1-score global.
Abstract: Atrial fibrillation (AF) is the most common sustained cardiac arrhythmia in the adult population and is associated with an increased risk of stroke, heart failure, and mortality. With the widespread adoption of wearable devices, continuous ambulatory monitoring of the electrocardiogram (ECG) has become feasible, enabling early detection of arrhythmias. In this work, a system based on a smartwatch was developed to perform automatic classification of cardiac rhythms from 30-second ECG windows using an optimized convolutional neural network (DMKS). The methodology employed the PhysioNet/Computing in Cardiology Challenge 2017 dataset for training, together with a signal processing pipeline including length standardization, Butterworth filtering using filtfilt, and Min–Max normalization. Controlled generation of noisy examples and additional data augmentation techniques were applied to increase data diversity while preserving the natural class imbalance observed in real-world scenarios. The selected architecture was converted to TensorFlow Lite for on-device deployment. The results demonstrate robust classifier performance, with an overall F1-score of approximately 0.93 and high sensitivity in the detection of atrial fibrillation episodes (recall ≈ 0.89; F1-score ≈ 0.89). Post-training quantization and conversion to TensorFlow Lite enabled efficient on-device inference while maintaining performance comparable to the non-quantized model. It is concluded that the proposed solution is promising for automatic AF screening from smartwatch-acquired signals, achieving high sensitivity for AF and a high overall F1-score.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85828
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/6503335695745023
ORCID del tutor: https://orcid.org/0000-0002-8510-0013
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/5896118063797400
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO-SOBRAL - Monografias

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