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dc.contributor.advisor1Alessandro Bedapt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0483643134086398pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Eduardo Mazoni Andrade Marçal Mendespt_BR
dc.contributor.referee1Leonardo Bonato Felixpt_BR
dc.contributor.referee2Jurandinr Nadalpt_BR
dc.contributor.referee3João Paulo do Vale Madeiropt_BR
dc.contributor.referee4Marcelo Martins Pinto Filhopt_BR
dc.creatorJermana Lopes de Moraespt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5896118063797400pt_BR
dc.date.accessioned2023-05-19T18:53:26Z-
dc.date.available2023-05-19T18:53:26Z-
dc.date.issued2023-04-12-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/53658-
dc.description.abstractThe automatic classification of the 12-lead Electrocardiogram (ECG) recording as acceptable or as unacceptable for a medical report is fundamental to minimize costs and risks related to the cardiac diagnostic process. Most algorithms for such classification include non-intuitive parameters and were developed based on data that are not representative of the real clinical scenario: underrepresentation of pathological ECG recordings and overrepresentation of unacceptable recordings. Therefore, new algorithms were introduced, which were developed and validated on data from a real telecardiology system - Telehealth Network of Minas Gerais (TNMG): Noise Automatic Classification Algorithm (NACA) to assess the quality of 12-lead ECG recordings; Limb Electrode Interchange Detection Algorithm (EIDALIMB) and Precordial Electrode Interchange Detection Algorithm (EIDAPREC) to detect limb and precordial electrode interchanges, respectively. These algorithms were developed based on clinical knowledge of the electrocardiographic tracing, using signal processing techniques of low computational complexity and using rules of physical or physiological meaning that are understandable and may be changed/adapted. The proposed algorithms were compared with other relevant ones in the literature using five metrics: Sensitivity (Se), Specificity (Sp), Positive Predictive Value (PPV), F2 and cost reduction resulting from the use of these algorithms in a real clinical system. Then, NACA was compared to the Quality Measurement Algorithm (QMA), winner of the Computing in Cardiology Challenge 2011, using data provided by TNMG (TestTNMG) and another publicly available, ChallengeCinC. On the other hand, EIDALIMB and EIDAPREC were compared to the Decision Rules Algorithm (DRA), which is currently the most renowned in the literature, using another dataset provided by TNMG (TestTNMGINV). TestTNMG and TestTNMGINV datasets consist of 34,310 and 23,235 ECG recordings, respectively (1% unacceptable and 50% pathological), while ChallengeCinC consists of 1,000 ECG recordings (23% unacceptable, higher than the actual clinical scenario). NACA and QMA achieved similar performance in ChallengeCinC, while only NACA achieved satisfactory performance in TestTNMG (Se=.89; Sp=.99; PPV=.59; F2=.76 and cost reduction 2.3 ±1.8%). On the other hand, unlike DRA, EIDALIMB and EIDAPREC achieved satisfactory performance in TestTNMGINV (Se≥.88; Sp≥.98; PPV≥.32; F2≥.63 and cost reduction 2.8± 2.2%). Therefore, it is noted that algorithms to be used in a real clinical scenario must be developed based on representative data of the clinical reality. Additionally, the implementation of NACA, EIDALIMB and EIDAPREC in any telecardiology service may result in evident health and financial benefits for the patients and the healthcare system.pt_BR
dc.description.resumoA classificação automática do registro do Eletrocardiograma (ECG) de 12 derivações em aceitável ou inaceitável para laudo médico é fundamental para minimizar custos e riscos relacionados ao processo de diagnóstico cardíaco. A maioria dos algoritmos para tal classificação incluem parâmetros não intuitivos e foram desenvolvidos baseados em dados não representativos do cenário clínico real: sub-representação de registros do ECG patológicos e sobrerrepresentação de registros inaceitáveis. Portanto, novos algoritmos foram desenvolvidos e validados em dados de um sistema real de telecardiologia - Telehealth Network of Minas Gerais (TNMG): Noise Automatic Classification Algorithm (NACA) para a avaliação da qualidade do traçado eletrocardiográfico; Limb Electrode Interchange Detection Algorithm (EIDALIMB) e Precordial Electrode Interchange Detection Algorithm (EIDAPREC) para a detecção das inversões dos eletrodos dos membros e precordiais, respectivamente. Esses algoritmos foram desenvolvidos a partir do conhecimento clínico do traçado eletrocardiográfico, empregando técnicas de processamento de sinal de baixa complexidade computacional e utilizando regras de significado físico ou fisiológico interpretáveis e factíveis de alterações. Os algoritmos propostos foram comparados com outros relevantes da literatura por meio de cinco métricas: Sensibilidade (Se), Especificidade (Esp), Valor Preditivo Positivo (VPP), F2 e redução de custo resultante do uso desses algoritmos em um sistema clínico real. O NACA foi comparado com o Quality Measurement Algorithm (QMA), vencedor do Computing in Cardiology Challenge 2011, utilizando um conjunto de dados disponibilizado pela TNMG (TestTNMG) e um outro publicamente disponível, ChallengeCinC. Por sua vez, o EIDALIMB e o EIDAPREC foram comparados com o Decision Rules Algorithm (DRA), que atualmente é o mais renomado da literatura, utilizando um conjunto de dado disponibilizado pela TNMG (TestTNMGINV). Os conjuntos TestTNMG e TestTNMGINV consistem em 34.310 e 23.235 registros do ECG, respectivamente (1% inaceitável e 50% patológico), enquanto o ChallengeCinC consiste em 1.000 registros do ECG (23% inaceitáveis, superior ao cenário clínico real). NACA e QMA alcançaram um desempenho semelhante no ChallengeCinC, enquanto apenas o NACA obteve um bom desempenho no TestTNMG (Se=0,89; Sp=0,99; VPP=0,59; F2=0,76 e redução de custos 2,3±1,8%). Por sua vez, ao contrário do DRA, EIDALIMB e EIDAPREC alcançaram um bom desempenho no TestTNMGINV (Se≥0,88; Esp≥0,98; VPP≥0,32; F2≥0,63 e redução de custos 2,8±2,2%). Portanto, percebe-se que algoritmos aplicáveis ao cenário clínico real devem ser desenvolvidos baseados em dados representativos da realidade clínica. Adicionalmente, a implementação do NACA, EIDALIMB e EIDAPREC em qualquer serviço de telecardiologia tem potencial de resultar em benefícios evidentes de saúde e financeiros para os pacientes e para o sistema de saúde.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEletrocardiogramapt_BR
dc.subjectAvaliação da qualidade do traçadopt_BR
dc.subjectInversão dos eletrodospt_BR
dc.subjectRedução de custospt_BR
dc.subjectDesequilíbrio de classept_BR
dc.subjectAplicação clínica realpt_BR
dc.subject.otherEngenharia elétricapt_BR
dc.subject.otherEletrocardiogramapt_BR
dc.subject.otherBioengenhariapt_BR
dc.subject.otherCardiologiapt_BR
dc.subject.otherAlgoritmospt_BR
dc.subject.otherDiagnóstico - Medicinapt_BR
dc.subject.otherCustopt_BR
dc.subject.otherEletrodospt_BR
dc.titleClassificação automática do registro do ECG de 12 derivações em aceitável ou inaceitável para laudo médico em sistemas reais de telecardiologia : redução de custos e de riscos no processo de diagnóstico cardíacopt_BR
dc.typeTesept_BR
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