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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86103| Tipo: | Tese |
| Título: | Diagnóstico multimodal da doença de parkinson com arquitetura agentica colaborativa baseada em internet de modelos de linguagem médica |
| Autor(es): | Peixoto Junior, Eugenio |
| Orientador: | Albuquerque, Victor Hugo Costa de |
| Palavras-chave em português: | Diagnóstico médico;Fusão multimodal;Doença de Parkinson;Multi-Agentes;Aprendizado de Máquina;Aprendizado Profundo;Redes Neurais Convolucionais;RAG multimodal |
| Palavras-chave em inglês: | Medical diagnosis;Multimodal fusion;Parkinson’s disease;Multi-agent systems;Machine learning;Deep learning;Convolutional neural networks;Multimodal RAG |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
| Data do documento: | 2026 |
| Citação: | PEIXOTO JÚNIOR, Eugênio. Diagnóstico multimodal da doença de parkinson com arquitetura agentica colaborativa baseada em internet de modelos de linguagem médica. 2026. 119 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. |
| Resumo: | Nesta tese é proposta uma plataforma inteligente voltada ao apoio no diagnóstico da Doença de Parkinson, integrando tecnologias avançadas como Internet das Coisas Médicas (IoMT), Recuperação Aumentada por Geração (RAG) multimodal, compressão eficiente de modelos e operações com modelos de linguagem médica, LLMOps e VLMOps. Diferentemente de abordagens que utilizam modelos isolados ou focam em modalidades específicas, esta proposta define um ecossistema clínico agentivo, formado por agentes autônomos e colaborativos, baseados em LLMs ou SLMs, com suporte a aprendizado por aprendizado por reforço (RL}. A arquitetura do sistema é adaptável, explicável e centrada no paciente, com foco em confiabilidade, tempo de resposta e aplicabilidade em ambientes clínicos reais. A fusão de dados heterogêneos, incluindo texto clínico, exames de imagem, sinais sensoriais e gravações de voz, é realizada por meio de variantes de RAG, como Multimodal RAG, GraphRAG e Agentic RAG, permitindo inferência contextualizada sem necessidade de retreinamentos intensivos. A metodologia inclui a avaliação da eficiência operacional e do custo computacional em cenários simulados de produção, utilizando métricas como uso de GPU, custo por chamada de LLMs e escalabilidade. Técnicas de compressão, como quantização 4-bit e QLoRA, foram aplicadas para viabilizar o uso de modelos robustos em dispositivos edge. Por fim, agentes inteligentes refinam suas estratégias de inferência por meio de pós-treinamento com aprendizado por reforço, para otimizar tanto a precisão quanto a aplicabilidade prática do sistema. Os experimentos demonstraram desempenho competitivo entre diferentes classificadores, com destaque para o Gradient Boosting com acurácia de 83,85%, F1-score de 88,74%, e HistGradient Boosting com acurácia de 82,92%, F1-score de 88,12%, AUC-ROC de 0.909, superando abordagens tradicionais como SVM e KNN em robustez multimodal. Modelos como SVM e KNN demonstraram, em alguns casos, maior robustez em termos de sensibilidade, ao identificar corretamente uma proporção elevada de instâncias positivas, indicando uma baixa taxa de falsos negativos. A proposta se destaca pela capacidade de integração com fluxos clínicos reais, com potencial para se tornar um modelo de referência para plataformas neurointeligentes aplicadas à saúde digital conectada a internet. |
| Abstract: | This thesis proposes an intelligent platform to support the diagnosis of Parkinson’s Disease (PD), integrating advanced technologies such as the Internet of Medical Things (IoMT), Multimodal Retrieval-Augmented Generation (RAG), efficient model compression, and medical language model operations (LLMOps and VLMOps). Unlike previous approaches that rely on isolated models or single data modalities, this work defines a clinical agentive ecosystem composed of autonomous and collaborative agents powered by Large or Small Language Models (LLMs/SLMs), with reinforcement learning (RL). The system architecture is designed to be adaptable, explainable, and patient-centered, with an emphasis on reliability, fast response times, and practical deployment in real clinical environments. Heterogeneous data modalities, including clinical text, medical imaging, sensor signals, and voice recordings, are fused through advanced RAG variants such as Multimodal RAG, GraphRAG, and Agentic RAG, enabling contextualized inference without the need for extensive fine-tuning. The methodology includes evaluating computational cost and operational efficiency in simulated production environments, using metrics such as GPU utilization, LLM call cost, and infrastructure scalability. Compression techniques such as 4-bit quantization and QLoRA are employed to enable robust models to run on edge devices. Finally, intelligent agents refine their inference strategies through post-training with reinforcement learning, using rewards derived from clinical analyses to improve both the accuracy and practical applicability of the system. Experimental results showed competitive performance across classifiers, with Gradient Boosting achieving 83.85% accuracy and an F1-score of 88.74%, and HistGradient Boosting reaching 82.92% accuracy, an F1-score of 88.12%, and an AUC-ROC of 0.909. While models such as SVM and KNN demonstrated higher sensitivity in some cases, they also showed a greater rate of false positives, highlighting the superior balance of the proposed approach. This work stands out for its capacity to integrate with real clinical workflows and holds strong potential to serve as a reference model for neurointelligent platforms in connected digital healthcare. |
| Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86103 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0009-0002-9850-2537 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/3920009592061648 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0003-3886-4309 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/4186515742605446 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DEEL - Teses defendidas na UFC |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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