Classificação automática da qualidade de sinal de ECG com redes neurais convolucionais
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64333 |
Resumo: | According to World Health Organization (WHO) Organization (2017), many deaths worldwide occur due to heart problems and tools, such as, Electrocardiogram (EKG) are used to try to identify possible heart problems. An automated solution has been tested through several studies in which they seek to predict, through an intelligent analysis of a EKG signal, if an individual has any heart disease. However, some EKG signals are captured using devices that are often not efficient in delivering the signal quality that is commonly expressed by noise or inconsistencies in the signal. This paper presents as a central theme the quality classification of EKG signals using Deep Learning techniques to learn the pre-existing signals and classify them in three possible categories: Acceptable, Semi-Acceptable and Not Acceptable. Thus, the present paper seeks to verify the feasibility of using an automatic solution using DL techniques with a focus on CNN to classify the quality of these signals, in order to ensure better filtering and guarantee quality of data for training in disease prediction models. The methodology, it is an exploratory research with a qualitative nature, a database already created specifically for the task of classification of EKG signals was used. As a metric for the classification of the algorithm, the F-Score, Precision and Recall metrics obtained through the random search technique in 100 different samples of models are used. The results were positive and indicate an F-SCORE of 0.9270, Precision of 0.9278 and a Recall of 0.9264 for the best combination of hyperparameters based on the data used for the training, testing and validation of the models. |
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Classificação automática da qualidade de sinal de ECG com redes neurais convolucionaisEletrocardiogramaDeep LearningRedes Neurais ConvolucionaisMachine LearningAccording to World Health Organization (WHO) Organization (2017), many deaths worldwide occur due to heart problems and tools, such as, Electrocardiogram (EKG) are used to try to identify possible heart problems. An automated solution has been tested through several studies in which they seek to predict, through an intelligent analysis of a EKG signal, if an individual has any heart disease. However, some EKG signals are captured using devices that are often not efficient in delivering the signal quality that is commonly expressed by noise or inconsistencies in the signal. This paper presents as a central theme the quality classification of EKG signals using Deep Learning techniques to learn the pre-existing signals and classify them in three possible categories: Acceptable, Semi-Acceptable and Not Acceptable. Thus, the present paper seeks to verify the feasibility of using an automatic solution using DL techniques with a focus on CNN to classify the quality of these signals, in order to ensure better filtering and guarantee quality of data for training in disease prediction models. The methodology, it is an exploratory research with a qualitative nature, a database already created specifically for the task of classification of EKG signals was used. As a metric for the classification of the algorithm, the F-Score, Precision and Recall metrics obtained through the random search technique in 100 different samples of models are used. The results were positive and indicate an F-SCORE of 0.9270, Precision of 0.9278 and a Recall of 0.9264 for the best combination of hyperparameters based on the data used for the training, testing and validation of the models.De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS) Organization (2017), muitas mortes no mundo ocorrem devido a problemas cardíacos e exames de diagnóstico, como Eletrocardiograma (ECG), são usados para tentar identificar possíveis problemas no coração. Soluções automatizadas vêm sendo testadas através de diversos estudos, nos quais buscam prever, através da análise inteligente de um sinal de ECG, se um indivíduo possui alguma doença cardíaca. Contudo, alguns sinais de ECG são capturados através de dispositivos que, muitas vezes, não possuem eficiência na entrega da qualidade do sinal, gerando, comumente, dados com ruídos ou inconsistências. Este trabalho apresenta como tema central o uso de técnicas de aprendizagem profunda para classificação de qualidade de sinais de ECG em três possíveis categorias: Aceitável, Semi-Aceitável e Não Aceitável. Assim, o presente trabalho busca verificar a viabilidade de uma solução automática, com uso de técnicas de Deep Learning (DL), com foco em Convolucional Neural Network (CNN), para a classificação da qualidade desses sinais, a fim de garantir melhor filtragem de dados de entrada para treinamentos de modelos de previsão de doenças. A metodologia, trata-se de uma pesquisa exploratória com natureza qualitativa, na coleta de dados, foi utilizado uma base de dados já criada especificamente para a tarefa de classificação de sinais de ECG. Como métrica para a classificação do algoritmo é utilizado o F-Score, Precision e Recall obtidos através da técnica de random search em 100 amostras diferentes de modelos. Os resultados foram positivos e indicam um F-SCORE de 0.9270, Precision de 0.9278 e um Recall de 0.9264 para a melhor combinação de hiperparâmetros baseado nos dados utilizados para o treinamento, teste e validação dos modelos.Freire, Lívio Antonio MeloPereira, Marciel BarrosMarinho, Ayrton Sousa2022-03-09T12:17:19Z2022-03-09T12:17:19Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfMARINHO, Ayrton Sousa. Classificação automática da qualidade de sinal de ECG com redes neurais convolucionais. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) - Campus de Crateús, Universidade Federal do Ceará, Crateús, 2021. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64333. Acesso em:http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64333porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-03-09T12:18:10Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/64333Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:23:27.310035Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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