00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IC - INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO- IC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Evaluation of deep metric learning methods for the diagnosis of human visceral leishmaniasis
Autor(es): Silva, Yanka Raíssa Ribeiro da
Primeiro Orientador: Queiroz, Fabiane da Silva
metadata.dc.contributor.referee1: Aquino, André Luiz Lins de
metadata.dc.contributor.referee2: Cabral, Raquel da Silva
Resumo: A Leishmaniose Visceral, um tipo grave causado pelo complexo de parasitos Leishmania donovani, é fatal em mais de 95% dos casos não tratados e afeta predominantemente a população baixa renda, com acesso limitado a assistência médica. O exame parasitológico é o padrão ouro para o diagnóstico da LV; consiste na inspeção visual de amastigotas do parasita com cerca de 2-4 µm de diâmetro, o que pode rapidamente tornar-se uma tarefa exaustiva e exigir um nível de competência elevado. Visando auxiliar os profissionais de saúde, este estudo propõe uma abordagem alternativa que une aprendizagem métrica profunda a classificação supervisionada para a detecção rápida e precisa da leishmaniose visceral humana. A abordagem propõe divi dir as imagens em conjunto de fragmentos (patches) para facilitar o discernimento durante a avaliação de quatro funções de perda de aprendizagem métrica profunda, visando a extração de características utilizadas por uma Máquina de Vetores de Suporte (SVM) para diagnosticar a leishmaniose visceral. Esse processo foi avaliado minuciosamente usando métricas relevantes como o Coeficiente de Correlação de Matthew (MCC), sensibilidade e especificidade, que revelaram que a função Circle supera o desempenho de outras funções com 98,3% de sensibilidade, 99,3% de especificidade e 97,7% de MCC. Em resumo, todas as funções avaliadas apresentaram um bom desempenho nas avaliações quantitativas, sugerindo que a aplicação da inteligência artificial no diagnóstico médico oferece benefícios consideráveis, sspecialmente ao auxiliar os médicos de forma economicamente eficiente na detecção rápida e precisa de doenças tropicais negligenciadas.
Abstract: Visceral Leishmaniasis, a severe type caused by the Leishmania donovani parasite complex, is fatal in over 95% of untreated cases and predominantly affects the poor and vulnerable with limited healthcare access. Parasitological processes are the gold standard for diagnosing VL; they entail direct icroscopic inspection of amastigotes about 2–4 µm in diameter, which can quickly become a time-consuming, exhausting task and require an expert skill level. Aiming to assist physicians, this study proposes an alternative approach combining deep metric learning with supervised classification for the rapid and reliable detection of human visceral leishmani asis. The suggested methodology segments images into patches for discernability during the evaluation of four deep metric learning loss functions to extract features, which are utilized by a Support Vector Machine (SVM) for the diagnosis of visceral leishmaniasis. This process was thoroughly assessed using key metrics like the Matthew Correlation Coefficient (MCC), sensitivity, and specificity, which revealed that Circle loss outperforms other losses with 98.3% sensitivity, 99.3% specificity, and 97.7% MCC. Overall, all of the functions evaluated erfor med well in quantitative assessments, implying that AI’s application to medical diagnostics offers considerable benefits, particularly in cost-effectively assisting physicians in rapidly and accurately detecting neglected tropical diseases.
Palavras-chave: Detecção de parasitas
Leishmaniose visceral
Aprendizagem profunda
Redes neurais
Classificação binária
Diagnóstico automático de doenças
Parasite Detection
Visceral Leishmaniasis
Deep Metric Learning
Deep Learning
Convolutional Neural Networks
Binary Classification
Automatic Disease
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Ciências da Computação - Bacharelado
Citação: SILVA, Yanka Raíssa Ribeiro da. Evaluation of deep metric learning methods for the diagnosis of human visceral leishmaniasis. 2024. 53 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) – Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13988
Data do documento: 15-dez-2023
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