Comparação de Classificadores de Complexos QRS Desenvolvidos Utilizando Técnicas de Aprendizado de Máquina

Autores

  • Guilherme Bachega Gomes Universidade Estadual do Oeste do Paraná
  • Rômulo César Silva Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE
  • Adriana Tokuhashi Kauati Universidade Estadual do Oeste do Paraná
  • Lucas Guilherme Hübner Uniamérica Descomplica

DOI:

https://doi.org/10.59681/2175-4411.v15.iEspecial.2023.1074

Palavras-chave:

Aprendizagem de Máquina, Arritmia cardíaca, Eletrocardiograma

Resumo

Doenças cardiovasculares são a maior causa de morte no mundo e sua prevenção é feita através de seu diagnóstico precoce(1). Em 2019, cerca de 17,9 milhões de mortes por doenças cardiovasculares ocorreram globalmente(1). Em especial as arritmias cardíacas que podem ser diagnosticadas por eletrocardiografia(2). Estudos propuseram modelos com algoritmos de aprendizado de máquina para classificação de batimento cardíaco, utilizando a base de dados do MIT-BIH Arrhythmia Database(3-7). Este trabalho apresenta três modelos preditivos, baseados na derivação D2 da base MIT-BIH, utilizando Árvore de Decisão, rede neural Multilayer Perceptron e Deep Neural Network com dois tipos de balanceamento da base de dados para a classificação de 10 arritmias. Os algoritmos foram treinados utilizando 5-fold stratified cross-validation e sua performance, em F1-Score, foram submetidos à análise estatística, tendo a Deep Neural Network, em ambas as bases, obtido o melhor desempenho.

Biografia do Autor

Guilherme Bachega Gomes, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Discente de Ciência da Computação na Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE, Foz do Iguaçu, Paraná (PR), Brasil

Rômulo César Silva, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE

Professor adjunto de Ciência da Computação na Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE, Foz do Iguaçu, Paraná (PR), Brasil.

Adriana Tokuhashi Kauati, Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Professora associada de Engenharia Elétrica na Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE, Foz do Iguaçu, Paraná (PR), Brasil.

Lucas Guilherme Hübner, Uniamérica Descomplica

Professor assistente de Engenharia de Software e Análise e Desenvolvimento de Sistemas na Uniamérica Descomplica, Foz do Iguaçu, Paraná (PR), Brasil.

Referências

World Health Organization. Cardiovascular diseases [Internet]. Who.int. World Health Organization: WHO; 2022. Available from: https://www.who.int/health-topics/cardiovascular-diseases#tab=tab_1

Pastore C, Pinho J, Pinho C, Samesima N, Pereira-Filho H, Kruse J, et al. III Diretrizes da Sociedade Brasileira de Cardiologia sobre análise e emissão de laudos eletrocardiográficos. Arquivos Brasileiros de Cardiologia. 2016;106(4).

Alfaras M, Soriano MC, Ortín S. A Fast Machine Learning Model for ECG-Based Heartbeat Classification and Arrhythmia Detection. Frontiers in Physics. 2019 Jul 18;7.

Llamedo M, Martínez JP. Heartbeat Classification Using Feature Selection Driven by Database Generalization Criteria. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2011 Mar;58(3):616–25.

Shaker AM, Tantawi M, Shedeed HA, Tolba MF. Generalization of Convolutional Neural Networks for ECG Classification Using Generative Adversarial Networks. IEEE Access. 2020;8:35592–605.

Hübner LG. Classificação de ritmos cardíacos em tempo real aplicando tecnologias embarcadas [Internet] [Dissertation]. [Universidade Estadual do Oeste do Paraná]; 2020. p. 1–148. Available from: https://tede.unioeste.br/handle/tede/5114

Zhang Z, Dong J, Luo X, Choi K-S, Wu X. Heartbeat classification using disease-specific feature selection. Computers in Biology and Medicine. 2014 Mar;46:79–89.

Hall JE. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology : Enhanced E-book. London: Elsevier Health Sciences; 2012.

MIT-BIH Arrhythmia Database v1.0.0 [Internet]. physionet.org. Available from: https://physionet.org/content/mitdb/1.0.0/

Can Ye, Coimbra MT, Vijaya Kumar BVK. Arrhythmia detection and classification using morphological and dynamic features of ECG signals. 2010 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology. 2010 Aug;

User guide: contents — scikit-learn 0.22.1 documentation [Internet]. Scikit-learn.org. 2019. Available from: https://scikit-learn.org/stable/user_guide.html

Home - Keras Documentation [Internet]. Keras.io. 2019. Available from: https://keras.io

TensorFlow. TensorFlow [Internet]. TensorFlow. 2019. Available from: https://www.tensorflow.org

Aurélien Géron. Hands-on machine learning with Scikit-Learn and TensorFlow concepts, tools, and techniques to build intelligent systems. O’Reilly Media, Inc.; 2019.

Gifari MW, Zakaria H, Mengko R. Design of ECG Homecare:12-lead ECG acquisition using single channel ECG device developed on AD8232 analog front end. 2015 International Conference on Electrical Engineering and Informatics (ICEEI). 2015 Aug;

Downloads

Publicado

20-07-2023

Como Citar

Gomes, G. B., Silva, R. C., Kauati, A. T., & Hübner, L. G. (2023). Comparação de Classificadores de Complexos QRS Desenvolvidos Utilizando Técnicas de Aprendizado de Máquina. Journal of Health Informatics, 15(Especial). https://doi.org/10.59681/2175-4411.v15.iEspecial.2023.1074

Artigos Semelhantes

<< < 8 9 10 

Você também pode iniciar uma pesquisa avançada por similaridade para este artigo.