Sistema de suporte à decisão baseado em inteligência artificial para predição de doenças arteriais coronárias

dc.creatorCarlos Anderson Oliveira Silva
dc.date.accessioned2023-03-07T15:37:31Z
dc.date.accessioned2025-09-08T22:55:31Z
dc.date.available2023-03-07T15:37:31Z
dc.date.issued2022-11-17
dc.description.abstractThe application of machine learning has become increasingly common in various professional areas. Among the various possibilities that this technology allows, using it as a prediction and decision-making tool has been very promising. However, the "Black-Box" feature of some models has made the use of this technology unviable, especially in the medical field. Healthcare professionals need clarity about the factors that indicate a diagnosis. After all, a wrong diagnosis can lead to a patient’s life. Using a database with more than 560,000 records of medical appoint ments in patients, this work proposes a methodology that builds explainable machine learning models for the diagnosis prediction of auricular fibrillation, coronary sickness, and sleep apnea, incorporating patient’s structured and unstructured historical data. Weak supervision is used to label the unstructured data, XGBoost is used for prediction, and the SHAP method is used to explain the prediction. Finally, the methodology is implemented in Web Software written in the Python programming language. The results are promising, in addition to the accurate prediction capability, the prediction explanation highlights the patient’s historical characteristics with a higher impact on the decision-making process of the suggested diagnostic.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.description.sponsorshipOutra Agência
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/50700
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectInovações tecnológicas
dc.subjectInteligência artificial
dc.subjectAprendizado do computador
dc.subjectCoronariopatias
dc.subjectSistemas de suporte de decisão
dc.subjectClínica médica – Processo decisório
dc.subjectRedes neurais (Computação)
dc.subjectSíndrome das apneias do sono
dc.subjectCoração – Doenças – Diagnóstico
dc.subjectPython (Linguagem de programação de computador)
dc.subjectSoftware – Desenvolvimento
dc.subject.otherAprendizado de máquina
dc.subject.otherDoenças coronárias
dc.subject.otherSistema de apoio à decisão clínica
dc.subject.otherAprendizado fracamente supervisionado
dc.subject.otherAprendizado de máquina explicável
dc.subject.otherMachine learning
dc.subject.otherCoronary diseases
dc.subject.otherClinical decision support system
dc.subject.otherExplainable machine learning
dc.subject.otherWeak supervision
dc.titleSistema de suporte à decisão baseado em inteligência artificial para predição de doenças arteriais coronárias
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Michel Bessani
local.contributor.advisor1Cristiano Leite de Castro
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7892966809901738
local.contributor.referee1Carlos Dias Maciel
local.contributor.referee1Thiago Souza Rodrigues
local.contributor.referee1Henrique Resende Martins
local.contributor.referee1Wagner Meira Junior
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7938918616052319
local.description.resumoA aplicação de aprendizagem de máquina tem se tornado cada vez mais comum em diversas áreas profissionais. Dentre as várias possibilidades que essa tecnologia permite, utiliza-la como ferramenta de predição e suporte à tomada de decisão vem se mostrando bastante promissora. Entretanto, a característica "caixa preta" de alguns modelos tem inviabilizado a utilização dessa tecnologia, principalmente na área médica. Os profissionais de saúde precisam de clareza sobre os fatores que indicam um diagnóstico. Afinal, um diagnóstico errado pode levar a perca da vida de um paciente. Utilizando uma base de dados com mais de 560 mil registros de consultas médicas em pacientes, este trabalho propõe uma metodologia que construa modelos de aprendizagem de máquina explicáveis para predição de diagnósticos de Fibrilação Auricular, Enfermidade Coronária e Apneia do Sono, incorporando dados históricos estruturados e não estruturados dos pacientes. Aprendizado Fracamente Supervisionado é usado para rotular os dados não estruturados, XGBoost é usado para predição e o método SHAP é usado para explicar a predição. Por fim, toda proposta é implementada em um software web escrito em linguagem de programação Python. Os resultados são promissores, além da capacidade de predição acurada, a explicação da predição destaca características históricas do paciente com maior impacto no processo de tomada de decisão do diagnóstico sugerido.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6524-7325
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Inovação Tecnológica e Biofarmacêutica

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