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

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: SILVEIRA, Luiza Carvalho
Orientador(a): PAULA NETO, Fernando Maciano de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: 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.
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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; 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