Self-supervised learning for arrhythmia classification.

dc.contributor.advisorLuz, Eduardo José da Silvapt_BR
dc.contributor.advisorSilva, Pedro Henrique Lopespt_BR
dc.contributor.authorSilva, Guilherme Augusto Lopes
dc.contributor.refereeLuz, Eduardo José da Silvapt_BR
dc.contributor.refereeSilva, Pedro Henrique Lopespt_BR
dc.contributor.refereeFreitas, Vander Luis de Souzapt_BR
dc.contributor.refereeMeneghini, Ivan Reinaldopt_BR
dc.date.accessioned2023-11-13T20:37:12Z
dc.date.available2023-11-13T20:37:12Z
dc.date.issued2023pt_BR
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractArrhythmias, heart diseases that are commonly diagnosed through electrocar- diograms (ECG), require computational methods for detection and classification to improve the physician’s diagnosis. Although there is abundant literature on the subject, the high intra-patient variability and noise of ECG signals pose challenges in developing practical machine-learning models. To address this, we propose a cus- tomized adjustment of machine learning models through self-supervised learning with human-in-the-loop. Our approach introduces a pretext task called ECGWavePuzzle, which improves classification performance through better generalization. Evaluation metrics on the MIT-BIH database demonstrate the effectiveness of our approach, which improved the ECGnet global accuracy by over 10% and the Mousavi’s CNN by over 13%. Additionally, the experimental results demonstrated that the proposed approach improved the sensitivity and positive predictive value of the arrhythmic classes for certain patients.pt_BR
dc.description.abstractenArritmias, doenças cardíacas comumente diagnosticadas por meio de eletrocar- diogramas (ECG), requerem métodos computacionais para detecção e classificação para aprimorar o diagnóstico do médico. Embora exista abundante literatura sobre o assunto, a alta variabilidade intra-paciente e o ruído dos sinais de ECG apresentam desafios no desenvolvimento de modelos práticos de aprendizado de máquina. Para abordar isso, propomos um ajuste personalizado de modelos de aprendizado de máquina através de aprendizado auto-supervisionado com o ser humano no ciclo (human-in-the-loop). Nossa abordagem introduz uma tarefa pré-texto chamada ECGWavePuzzle, que melhora o desempenho de classificação por meio de uma melhor generalização. Métricas de avaliação na base de dados MIT-BIH demonstram a eficácia da nossa abordagem, que melhorou a precisão global do ECGnet em mais de 10% e a CNN de Mousavi em mais de 13%. Adicionalmente, os resultados experimentais demonstraram que a abordagem proposta melhorou a sensibilidade e o valor preditivo positivo das classes arrítmicas para certos pacientes.pt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Guilherme Augusto Lopes. Self-supervised learning for arrhythmia classification. 2023. 71 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/17740
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 09/11/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante.pt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/*
dc.subjectDeep learningpt_BR
dc.subjectArrhythmia detectionpt_BR
dc.subjectSelf supervised learningpt_BR
dc.subjectElectrocardiogram - ECGpt_BR
dc.titleSelf-supervised learning for arrhythmia classification.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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