Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVEIRA, Luiza Carvalho
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
dARK ID: ark:/64986/001300000fm43
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/49633
Resumo: A aplicação de técnicas de deep learning no âmbito de serviços de saúde é um campo de pesquisa emergente na área de Ciência da Computação. A pandemia da COVID-19 motivou o desenvolvimento de modelos de deep learning para a detecção de padrões de imagem para a utilização alternativa desses exames detecção da síndrome respiratória. Este trabalho tem como objetivo a realização de uma análise exploratória combinando diferentes técnicas anteriormente aplicadas para detecção da COVID-19, o transfer learning, o aumento de dado pela geração de imagens sintéticas por meio de GANs e a segmentação de imagens, de modo a obter diferentes pipelines e descrever a qualidade das melhores encontradas para diferenciação de três classes de pacientes: aqueles infectados pelo vírus da COVID-19, pacientes com síndrome respiratória causada por outro agente que não o SARS-CoV-2, e, finalmente, pacientes saudáveis. Além disso, é aberta uma discussão sobre a real capacidade de generalização dos modelos existentes até então ao se realizar predições para conjuntos de dados de teste secundários e nunca vistos pelo modelo, assim testando a capacidade do mesmo de predizer resultados para dados com características diferentes aos do seu conjunto de treino. Foram criadas quatro pipelines diferentes para dois conjuntos de dados, com a pipeline proposta obtendo um F1-Score de 90,8% para o conjunto de testes e 55,1% para o conjunto de testes secundário.
id UFPE_d719fd13a78e4d14d2d2a2956b8c5034
oai_identifier_str oai:repositorio.ufpe.br:123456789/49633
network_acronym_str UFPE
network_name_str Repositório Institucional da UFPE
repository_id_str 2221
spelling SILVEIRA, Luiza Carvalhohttp://lattes.cnpq.br/5638891441071146http://lattes.cnpq.br/9643216021359436PAULA NETO, Fernando Maciano de2023-04-11T13:21:26Z2023-04-11T13:21:26Z2022-08-25SILVEIRA, Luiza Carvalho. Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/49633ark:/64986/001300000fm43A aplicação de técnicas de deep learning no âmbito de serviços de saúde é um campo de pesquisa emergente na área de Ciência da Computação. A pandemia da COVID-19 motivou o desenvolvimento de modelos de deep learning para a detecção de padrões de imagem para a utilização alternativa desses exames detecção da síndrome respiratória. Este trabalho tem como objetivo a realização de uma análise exploratória combinando diferentes técnicas anteriormente aplicadas para detecção da COVID-19, o transfer learning, o aumento de dado pela geração de imagens sintéticas por meio de GANs e a segmentação de imagens, de modo a obter diferentes pipelines e descrever a qualidade das melhores encontradas para diferenciação de três classes de pacientes: aqueles infectados pelo vírus da COVID-19, pacientes com síndrome respiratória causada por outro agente que não o SARS-CoV-2, e, finalmente, pacientes saudáveis. Além disso, é aberta uma discussão sobre a real capacidade de generalização dos modelos existentes até então ao se realizar predições para conjuntos de dados de teste secundários e nunca vistos pelo modelo, assim testando a capacidade do mesmo de predizer resultados para dados com características diferentes aos do seu conjunto de treino. Foram criadas quatro pipelines diferentes para dois conjuntos de dados, com a pipeline proposta obtendo um F1-Score de 90,8% para o conjunto de testes e 55,1% para o conjunto de testes secundário.The application of deep learning techniques in health services is an emerging field of research in Computer Science. The COVID-19 pandemic motivated the development of deep learning models for the detection of image patterns for the alternative use of these exams detection of the respiratory syndrome. This paper aims to perform an exploratory analysis combining different techniques previously applied for COVID-19 detection, such as transfer learning, data augmentation by generating synthetic images through GANs and image segmentation, in order to obtain different pipelines and describe the quality of the best ones found for differentiating three classes of patients: those infected with the COVID-19 virus, patients with respiratory syndrome caused by an agent other than SARS-CoV-2, and finally healthy patients. In addition, a discussion is opened about the real generalizability of the existing models so far when making predictions for secondary test data sets never seen by the model, thus testing it’s ability to predict results for data with different characteristics than its training set. Four different pipelines were created for two data sets, with the proposed pipeline obtaining an F1-Score of 90.8% for the test set and 55.1% for the secondary test set.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia da ComputacaoUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessInteligência computacionalAprendizado profundoCombinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Luiza Carvalho Silveira.pdfDISSERTAÇÃO Luiza Carvalho Silveira.pdfapplication/pdf2152111https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20%20Luiza%20Carvalho%20Silveira.pdfbc1682a7765abd80d54dbb57a1a6f958MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82362https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/3/license.txt5e89a1613ddc8510c6576f4b23a78973MD53TEXTDISSERTAÇÃO Luiza Carvalho Silveira.pdf.txtDISSERTAÇÃO Luiza Carvalho Silveira.pdf.txtExtracted texttext/plain168100https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20%20Luiza%20Carvalho%20Silveira.pdf.txt62ca5dada4cf54a49aad4fc57c577ff9MD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Luiza Carvalho Silveira.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Luiza Carvalho Silveira.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1180https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20%20Luiza%20Carvalho%20Silveira.pdf.jpgf4afe49e2d8788a4d2c06901ad586120MD55123456789/496332023-04-12 02:16:53.513oai:repositorio.ufpe.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212023-04-12T05:16:53Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19
title Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19
spellingShingle Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19
SILVEIRA, Luiza Carvalho
Inteligência computacional
Aprendizado profundo
title_short Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19
title_full Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19
title_fullStr Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19
title_full_unstemmed Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19
title_sort Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19
author SILVEIRA, Luiza Carvalho
author_facet SILVEIRA, Luiza Carvalho
author_role author
dc.contributor.authorLattes.pt_BR.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5638891441071146
dc.contributor.advisorLattes.pt_BR.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9643216021359436
dc.contributor.author.fl_str_mv SILVEIRA, Luiza Carvalho
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv PAULA NETO, Fernando Maciano de
contributor_str_mv PAULA NETO, Fernando Maciano de
dc.subject.por.fl_str_mv Inteligência computacional
Aprendizado profundo
topic Inteligência computacional
Aprendizado profundo
description A aplicação de técnicas de deep learning no âmbito de serviços de saúde é um campo de pesquisa emergente na área de Ciência da Computação. A pandemia da COVID-19 motivou o desenvolvimento de modelos de deep learning para a detecção de padrões de imagem para a utilização alternativa desses exames detecção da síndrome respiratória. Este trabalho tem como objetivo a realização de uma análise exploratória combinando diferentes técnicas anteriormente aplicadas para detecção da COVID-19, o transfer learning, o aumento de dado pela geração de imagens sintéticas por meio de GANs e a segmentação de imagens, de modo a obter diferentes pipelines e descrever a qualidade das melhores encontradas para diferenciação de três classes de pacientes: aqueles infectados pelo vírus da COVID-19, pacientes com síndrome respiratória causada por outro agente que não o SARS-CoV-2, e, finalmente, pacientes saudáveis. Além disso, é aberta uma discussão sobre a real capacidade de generalização dos modelos existentes até então ao se realizar predições para conjuntos de dados de teste secundários e nunca vistos pelo modelo, assim testando a capacidade do mesmo de predizer resultados para dados com características diferentes aos do seu conjunto de treino. Foram criadas quatro pipelines diferentes para dois conjuntos de dados, com a pipeline proposta obtendo um F1-Score de 90,8% para o conjunto de testes e 55,1% para o conjunto de testes secundário.
publishDate 2022
dc.date.issued.fl_str_mv 2022-08-25
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2023-04-11T13:21:26Z
dc.date.available.fl_str_mv 2023-04-11T13:21:26Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVEIRA, Luiza Carvalho. Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/49633
dc.identifier.dark.fl_str_mv ark:/64986/001300000fm43
identifier_str_mv SILVEIRA, Luiza Carvalho. Combinação de técnicas de aprendizado profundo para a classificação de raio-x torácico em apoio ao diagnóstico de Covid-19. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.
ark:/64986/001300000fm43
url https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/49633
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Pernambuco
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFPE
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Pernambuco
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPE
instname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron:UFPE
instname_str Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron_str UFPE
institution UFPE
reponame_str Repositório Institucional da UFPE
collection Repositório Institucional da UFPE
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20%20Luiza%20Carvalho%20Silveira.pdf
https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/2/license_rdf
https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/3/license.txt
https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20%20Luiza%20Carvalho%20Silveira.pdf.txt
https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49633/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20%20Luiza%20Carvalho%20Silveira.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv bc1682a7765abd80d54dbb57a1a6f958
e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34
5e89a1613ddc8510c6576f4b23a78973
62ca5dada4cf54a49aad4fc57c577ff9
f4afe49e2d8788a4d2c06901ad586120
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
repository.mail.fl_str_mv attena@ufpe.br
_version_ 1815172809523986432