Detecção de artefatos de arritmia utilizando máquinas de vetores de suporte e coeficientes de energia wavelet

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Main Author: Pereira, Gabriel Lechenco Vargas
Publication Date: 2021
Format: Bachelor thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
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Summary: Cardiovascular diseases are responsible for about one-third of annual deaths, being this number even higher in low-income populations. The development of computational methods to aid the diagnosis of these conditions can facilitate the discovery of it still in its initial phase, by reducing the specialized labor time required to analyze the data provided by exams. Algorithms capable of identifying patterns in large amounts of data are possible using techniques of Machine Learning, which gain more and more space by the growing amount of information generated and stored by devices worldwide. In this way, a set of Wavelet energy coefficients was used to conduct training for binary SVM classifiers, expecting to obtain a tool capable of detect arrhythmia artifacts on electrocardiogram signals. The project explores different non-binary SVM classification techniques to classify four distinct classes of electrocardiogram signals, which one refers to healthy cardiac sections, and the other 3 assigned to different arrhythmia categories. With an average recall of 84.6%, the Binary Tree of SVM presents a promising answer to these particular problem, although it may not be the most appropriate in a more practical setting.
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spelling Detecção de artefatos de arritmia utilizando máquinas de vetores de suporte e coeficientes de energia waveletWavelets (Matemática)Aprendizado do computadorEletrocardiografiaWavelets (Mathematics)Machine learningElectrocardiographyCNPQ::ENGENHARIASCardiovascular diseases are responsible for about one-third of annual deaths, being this number even higher in low-income populations. The development of computational methods to aid the diagnosis of these conditions can facilitate the discovery of it still in its initial phase, by reducing the specialized labor time required to analyze the data provided by exams. Algorithms capable of identifying patterns in large amounts of data are possible using techniques of Machine Learning, which gain more and more space by the growing amount of information generated and stored by devices worldwide. In this way, a set of Wavelet energy coefficients was used to conduct training for binary SVM classifiers, expecting to obtain a tool capable of detect arrhythmia artifacts on electrocardiogram signals. The project explores different non-binary SVM classification techniques to classify four distinct classes of electrocardiogram signals, which one refers to healthy cardiac sections, and the other 3 assigned to different arrhythmia categories. With an average recall of 84.6%, the Binary Tree of SVM presents a promising answer to these particular problem, although it may not be the most appropriate in a more practical setting.Doenças cardiovasculares são responsáveis por cerca de um terço das mortes anuais, sendo esse número ainda maior em populações de baixa renda. O desenvolvimento de métodos computacionais para auxiliar no diagnóstico dessas doenças pode facilitar o descobrimento de enfermidades ainda em sua fase inicial, ao reduzir o tempo de mão de obra especializada necessária para analisar os dados fornecidos por exames. Algoritmos capazes de identificar padrões em grandes quantidades de dados são possíveis por meio de técnicas denominadas Aprendizado de Máquina, as quais ganham cada vez mais espaço pela crescente quantidade de informações geradas e armazenadas por dispositivos digitais em todo o mundo. Dessa forma, foi utilizado um conjunto de coeficientes de energia Wavelet para realizar o treinamento de classificadores SVM binários, esperando-se obter uma ferramenta capaz de detectar artefatos de arritmia em sinais de eletrocardiograma. O trabalho explora diferentes técnicas de classificação não binária com SVM para classificar quatro classes distintas de sinais de eletrocardiograma, as quais uma se refere aos trechos cardíacos saudáveis, e as outras 3 atribuídas para diferentes categorias de arritmia. Com um recall médio de 84.6%, a Binary Tree of SVM expõe uma resposta promissora para o problema em questão, apesar de poder não ser a mais adequada em um cenário mais prático.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCornelio ProcopioBrasilEngenharia da ComputaçãoUTFPRAgulhari, Cristiano MarcosAgulhari, Cristiano MarcosSampaio, Lucas Dias HieraScalassara, Paulo RogérioPereira, Gabriel Lechenco Vargas2025-04-16T14:50:33Z2025-04-16T14:50:33Z2021-05-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfPEREIRA, Gabriel Lechenco Vargas. Detecção de artefatos de arritmia utilizando máquinas de vetores de suporte e coeficientes de energia wavelet. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36571porAttribution-NonCommercial 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-04-17T06:11:07Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/36571Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.bropendoar:2025-04-17T06:11:07Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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