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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34845
Título: | Aplicação de machinne learning para predição da evolução dos casos de COVID-19 no Brasil após a vacinação |
Título(s) alternativo(s): | Application of machine learning for predicting the evolution of COVID-19 cases in Brazil after vaccination |
Autor(es): | Pacheco, Guilherme Henrique Leal |
Orientador(es): | Santos, Bruno Samways dos |
Palavras-chave: | COVID-19 (Doença) Aprendizado do computador Classificação Vacinação Morte COVID-19 (Disease) Machine learning Classification Vaccination Death |
Data do documento: | 21-Ago-2024 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Londrina |
Citação: | PACHECO, Guilherme Henrique Leal. Aplicação de machinne learning para predição da evolução dos casos de COVID-19 no Brasil após a vacinação. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Produção) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2024. |
Resumo: | A pandemia de COVID-19, causada pelo Coronavírus SARS-CoV-2, provocou uma crise global sem precedentes, afetando milhões de pessoas e pressionando os sistemas de saúde em todo o mundo. No Brasil, o impacto foi severo, com altas taxas de contágio e mortalidade. Diante desse cenário, a implementação de estratégias eficazes para prever a evolução dos casos de COVID-19 tornou-se relevante. Este trabalho tem como objetivo analisar a eficácia de diferentes modelos de machine learning na previsão da evolução dos casos de COVID-19 no Brasil, com ênfase na evolução para óbito após o início da campanha de vacinação, utilizando dados epidemiológicos provenientes de fontes oficiais, referentes às condições pré existentes dos pacientes e vacinação, sem considerar variáveis sintomáticas e de evolução do quadro clínico. Foram aplicadas técnicas de mineração de dados e aprendizado de máquina para a classificação das variáveis, utilizando os modelos de Árvore de Decisão, Florestas Aleatórias, XGBoost, Multi Layer Perceptron e KNN. A performance dos modelos foi avaliada por meio de métricas de acurácia, precisão, recall e F1-Score. Dos resultados obtidos, o melhor modelo foi o Florestas Aleatórias atingindo o F1-Score médio de 63% na classificação de ambas as classes. A importância das variáveis foi analisada pela biblioteca SHAP, apontando idade e vacinação como fatores mais relevantes para a classificação dos modelos. O estudo evidenciou que machine learning pode ajudar a fornecer informações relevantes para o combate de doenças infecciosas e a possível necessidade de utilização de variáveis sintomáticas e clínicas para a melhoria de performance em classificar a variável alvo. |
Abstract: | The COVID-19 pandemic, caused by the SARS-CoV-2 virus, led to an unprecedented global crisis, affecting millions of people and putting immense pressure on healthcare systems worldwide. In Brazil, the impact was particularly severe, with high rates of infection and mortality. In this context, the implementation of effective strategies to predict the progression of COVID-19 cases became crucial. This study aims to analyze the efficacy of different machine learning models in forecasting the progression of COVID-19 cases in Brazil, with a focus on mortality rates following the onset of the vaccination campaign. The analysis utilized epidemiological data from official sources, considering patients' pre-existing conditions and vaccination status, while excluding symptomatic and clinical progression variables. Data mining and machine learning techniques were applied to classify the variables, using Decision Trees, Random Forests, XGBoost, Multi-Layer Perceptron, and KNN models. Model performance was evaluated through accuracy, precision, recall, and F1-Score metrics. Among the results, the Random Forest model performed the best, achieving an average F1-Score of 63% in classifying both classes. The importance of the variables was assessed using the SHAP library, identifying age and vaccination as the most significant factors for model classification. The study demonstrated that machine learning can provide valuable insights for combating infectious diseases and highlighted the potential need for including symptomatic and clinical variables to improve the performance in classifying the target variable. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34845 |
Aparece nas coleções: | LD - Engenharia de Produção |
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