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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11642
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Bio-inspired optimization applied to synthetic ECG models for generating cardiac arrhythmias |
Título(s) alternativo(s): | Otimização Bio-inspirada Aplicada à Modelos Sintéticos de ECG para Geração de Arritmias Cardíacas |
Autor(es): | Laranjeira, Rafael Monteiro |
Primeiro Orientador: | Cordeiro, Thiago Damasceno |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Barboza, Erick de Andrade |
metadata.dc.contributor.referee1: | César Sobrinho, Álvaro Alvares de Carvalho |
metadata.dc.contributor.referee2: | Vasconcellos, Eduardo Moraes de Miranda |
Resumo: | O eletrocardiograma (ECG) é um procedimento essencial para a detecção de diversos problemas cardíacos. Com o avanço do desenvolvimento dos algoritmos de aprendizado profundo, torna-se cada vez mais interessante a construção de classificadores de doenças cardiovasculares a partir do sinal de ECG e muitos desses algoritmos apresentam um alto desempenho. Entretanto, o principal desafio ainda persiste: as bases de dados contendo sinais de ECG são caras e muitas vezes com pouca variedade e anotações de especialistas da área. Esse trabalho introduz uma nova metodologia para gerar sinais de ECG sintéticos utilizando um modelo matemático e um algoritmo bio-inspirado para estimar os parâmetros deste mesmo modelo. O principal objetivo é expandir o modelo matemático original para que ele seja capaz de reproduzir as mais diversas arritmias cardíacas utilizando sinais reais como referencia. Os parâmetros do modelo são definidos para cada onda e são obtidos por um processo de otimização que consiste em minimizar a diferença entre sinal sintético gerado e o sinal real. Os resultados mostram que a metodologia proposta é capaz de estimar os parâmetros do modelo sintético utilizando funções gaussianas para cada onda e consegue se adaptar para diversas outras doenças cardiovasculares. |
Abstract: | The Electrocardiogram (ECG) is an essential and straightforward procedure used to detect cardiac abnormalities. With the development of deep learning algorithms, the focus of many works is on the design of automatic ECG disorders detection algorithms, and many of them have achieved very high accuracy. The main challenge is still the same: clinical ECG datasets are expensive, and there are no sufficient expert annotations. This work introduces a new methodology for generating synthetic ECG signals using a mathematical model and a bio-inspired algorithm to estimate the model’s parameters. The objective is to expand the original model to reproduce different cardiac arrhythmias using ECG records as a reference. The model’s parameters are different for each selected ECG wave and are obtained by minimizing the difference between the ECG recordings and the synthetic ones. The results show that the proposed methodology is able to estimate the synthetic ECG model parameters using Gaussian functions for each ECG wave and is highly adaptable to different cardiac diseases. |
Palavras-chave: | Eletrocardiografia Evolução diferencial Otimização de processos Modelo de ECG sintético Arritmias cardíacas PhysioNet Algoritmos Algoritmos evolucionários Algoritmos bio-inspirados Doenças cardiovasculares Eletrocardiografia Differential evolution Process optimization Synthetic ECG Model Cardiac arrhythmias Algorithms Evolutionary algorithms Bio-inspired algorithms Cardiovascular diseases |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::ENGENHARIA DE SOFTWARE |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.department: | Curso Engenharia da Computação - Bacharelado |
Citação: | LARANJEIRA, Rafael Monteiro. Bio-inspired optimization applied to synthetic ECG models for generating cardiac arrhythmias. 2023. 43 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia da Computação) - Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11642 |
Data do documento: | 3-fev-2023 |
Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO- IC |
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