Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3297
Título: Sistema de apoio ao diagnóstico de arritmias cardíacas
Título(s) alternativo(s): Diagnosis assistance system for cardiac arrhythmia
Autor(es): Cardozo, Regis Augusto
Orientador(es): Okida, Sergio
Palavras-chave: Coração - Doenças
Arritmia - Diagnóstico
Análise de componentes principais
Heart - Diseases
Arrhythmia - Diagnosis
Principal components analysis
Data do documento: 22-Fev-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: CARDOZO, Regis Augusto. Sistema de apoio ao diagnóstico de arritmias cardíacas. 2018. 124 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2018.
Resumo: Em 2013, 4,2% da população brasileira com idade acima de 18 anos tiveram algum diagnóstico de doenças cardíacas; 13,5% destas apresentaram limitações nas suas atividades habituais devido à doença. Desta forma, o uso de sistemas de auxílio médico que produzam um bom desempenho é algo desejável, pois, além de auxiliarem médicos especialistas no diagnóstico de doenças de um modo geral, sistemas com este propósito podem ser utilizados em momentos em que a presença destes especialistas para a análise dos resultados nem sempre é possível. Sistemas assim são, também, úteis na monitorização de pacientes com equipamentos do tipo mHealth. Deste modo, este trabalho propõe e avalia um sistema de auxílio a diagnóstico de arritmias cardíacas, para a classificação de 11 tipos de batimentos cardíacos que foram agrupados em 5 supertipos, utilizando-se de sinais eletrocardiográficos. Avaliando-se a influência de uma técnica de filtragem adaptativa com o uso de Filtro Morfológico e de uma técnica mais clássica, baseada em filtros de resposta ao impulso finito, a Transformada Wavelet Discreta. As características extraídas do sinal de eletrocardiograma foram obtidas com a análise de componentes principais (PCA), variando a quantidade de componentes entre 10, 12 e 14. Assim como, foram avaliados alguns classificadores baseados em redes neurais artificiais (RNAs). Duas RNAs de função de base radial (RBF) híbridas com a RNA máquina de aprendizado extremo (ELM), uma com uma camada oculta e outra com duas; e duas RNAs com apenas a ELM, porém com duas funções de ativação diferentes (Função Logística e Função Gaussiana). Outro ponto avaliado foi a influência da presença ou não do coeficiente de regularização no algoritmo ELM. Os resultados foram obtidos através do método de validação cruzada por k partições, com 5 partições sendo combinadas 2 a 2, de modo a se realizar 10 treinamentos e testes, utilizando-se 2 partições para treinamento e as outras 3 para o teste. Os resultados alcançados demonstram que as função de ativação testadas não afetam de forma significativa os resultados nas RNAs ELM. Foi observado, igualmente, que o coeficiente de regularização apenas influencia os resultados quando há mais de 1000 neurônios na camada escondida, com a apresentação de resultados melhores. Concluiu-se, também, que apesar de na maioria dos casos o resultado não ser afetado pela técnica de filtragem, o Filtro Morfológico apresentou resultados levemente melhores onde há resultados significativamente diferentes. Por fim, tem-se que o melhor resultado obtido foi de 96,61±0,51% com Filtro Morfológico com a RNA ELM, com 12 componentes principais e 1500 neurônios na camada escondida.
Abstract: In 2013, 4.2% of the Brazilian population over the age of 18 had a diagnosis of heart disease, 13.5% of whom had limitations in their usual activities due to the disease. Therefore the use of medical assistance systems that produce a good performance is desirable. Besides helping medical specialists in the diagnosis of diseases, systems for this purpose may be used when the presence of this specialist for the analysis of the results is not always possible. Being useful also in patients monitoring equipment of the mHealth type. Thus, this work proposes and evaluates a diagnosis assistance system of cardiac arrhythmias, to classify 11 types of heart beats that were grouped into 5 supertypes, using electrocardiographic signals. This work evaluates the influence of an adaptive filtering technique with the use of Morphological Filter and a classical technique based on finite impulse response filters, the Discrete Wavelet Transform. The characteristics extracted from the electrocardiogram signal were obtained with the principal component analysis (PCA), varying the number of components between 10, 12 and 14. Some classifiers based on artificial neural networks (ANNs) were also evaluated. Two hybrid radial-based function ANNs (RBFs) with the training algorithm of extreme learning machine (ELM) ANN, one with one hidden layer and the other with two; and two ANNs with only the ELM algorithm, but with two different activation functions (Logistic Function and Gaussian Function). Another point evaluated was the influence of the presence or not of the regularization coefficient in the ELM algorithm. The results were obtained by the k-partitions validation method, with 5 partitions being combined 2 by 2, in order to perform 10 training and tests, using 2 partitions for training and the other 3 for testing. The results obtained demonstrate that the tested activation function do not affect significantly the results on the RNAs with ELM algorithm. It was also observed that the regularization coefficient has only influenced the results when there are more than 1000 neurons in the hidden layer, always presenting better results. It was also concluded that although in most cases the result is not affected by the filtering technique, the Morphological Filter presents slightly better results where there are significantly different results. Finally, the best average accuracy obtained was 96.61 ± 0.51%, with Morphological Filter, RNA with ELM algorithm, 12 principal components and 1500 neurons in the hidden layer.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3297
Aparece nas coleções:PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
PG_PPGEE_M_Cardozo, Regis Augusto_2018.pdf3,68 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.