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Type: Dissertação
Title: Análise de grafos em sinais de EEG para identificação do transtorno depressivo maior
Authors: Santos, Lucas de Oliveira
Advisor: Rebouças Filho, Pedro Pedrosa
Co-advisor: Medeiros, Aldisio Gonçalves
Keywords in Brazilian Portuguese : Transferência de aprendizado de máquina;Teoria dos grafos;Transtorno depressivo maior;Eletroencefalografia;Redes neurais convolucionais
Keywords in English : Transfer machine learning;Graph Theory;Depressive disorder, major;Electroencephalography;Convolutional neural networks;Convolutional Neural Networks
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Issue Date: 2025
Citation: SANTOS, Lucas de Oliveira. Análise de grafos em sinais de EEG para identificação do transtorno depressivo maior. 2025. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: Neste trabalho é proposta uma metodologia baseada na teoria dos grafos para representar sinais de pacientes com Transtorno Depressivo Maior para classificação de amostras em doentes e saudáveis. A abordagem é baseada na representação do sinal produzido pelo paciente em um grafo direcionado, também conhecido como digrafo. Para modelar os diferentes níveis de coeficientes de magnitude e transições foram empregadas a análises de marcadores espectrais oriundos do sinal. A representação em digrafos é analisada sob três matrizes (Adjacência, Laplaciana e Laplaciana Combinatória Direcionada). Essa estrutura fomenta o uso de redes neurais convolucionais e técnicas como transferência de aprendizado, uma vez que as matrizes são representadas em formato tensorial. A metodologia foi avaliada em amostras de pacientes reais utilizando sinais de Eletroencefalograma e demonstrou resultados promissores quanto a extração de características relevantes para a classificação de amostras. Os experimentos demonstraram que os tensores espectrais propostos alcançaram um desempenho superior a 91% em todas as tarefas de classificação no Dataset I e acima de 95% no Dataset II. Além disso, a integração desses tensores com a arquitetura ResNet mostrou-se altamente eficaz, evidenciando a capacidade do modelo de se adaptar bem a essa abordagem.
Abstract: This work introduces a methodology based on graph theory to represent signals from patients with Major Depressive Disorder (MDD) for classifying samples as healthy or diseased. The approach revolves around representing the signal produced by the patient in a directed graph, also known as a digraph. Spectral markers derived from the signal model show the different magnitude coefficients and transition levels. The digraph representation involves three matrices (Adjacency, Laplacian, and Directed Combinatorial Laplacian). This structure encourages convolutional neural networks and techniques such as transfer learning, as the matrices take the form of tensors. The methodology uses actual patient samples with electroencephalogram (EEG) signals and shows promising results in extracting relevant features for sample classification. The experiments reveal that the proposed spectral tensors achieve performance exceeding 91% in all classification tasks analyzed for Dataset I and over 95% for Dataset II. Additionally, integrating the spectral tensors with the ResNet architecture proves highly effective, highlighting the model’s ability to adapt well to this approach.
Description in Brazilian Portuguese: 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/82961
Author's ORCID: http://lattes.cnpq.br/0140859946146306
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0140859946146306
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1878-5489
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4347965302097614
Co-advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8408-4042
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/8841156817863019
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DEEL - Dissertações defendidas na UFC

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