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: Microscopy image analysis using deep metric learning: a study on the detection and classification of leishmania amastigotes and other parasites
Autor(es): Lopes, Carllos Eduardo Ferreira
Primeiro Orientador: Queiroz, Fabiane da Silva
metadata.dc.contributor.referee1: Cabral, Raquel da Silva
metadata.dc.contributor.referee2: Cavalcante, Rodolfo Carneiro
Resumo: A Leishmaniose Visceral, uma forma grave da doença causada pelo parasita Leishmania donovani, é fatal em mais de 95% dos casos não tratados e afeta principalmente pessoas de baixa renda com acesso limitado a cuidados de saúde. O diagnóstico padrão envolve a identificação de amastigotas do parasita, que são pequenas e difíceis de encontrar, tornando o exame uma tarefa desafiadora que requer habilidade. Para ajudar os profissionais de saúde, este estudo propõe uma nova abordagem que combina aprendizagem métrica profunda com classificação supervisionada para a detecção rápida da leishmaniose visceral. A metodologia divide as imagens em pequenos fragmentos (patches) para melhorar a avaliação de quatro funções de perda, que ajudam uma Máquina de Vetores de Suporte (SVM) a diagnosticar a doença. Os resultados mostraram que a função Circle teve o melhor desempenho, com 98,3% de sensibilidade e 99,3% de especificidade. Além da leishmaniose, exploramos o desempenho em outras infecções parasitárias, como Babesia, Toxoplasma, Trypanosoma, Plasmodium e Schistosoma, que também apresentaram resultados impressionantes, com alta precisão e sensibilidade. Essa abordagem sugere que a inteligência artificial pode ser uma ferramenta valiosa para melhorar o diagnóstico de doenças tropicais negligenciadas, tornando-o mais acessível e eficiente.
Abstract: Visceral Leishmaniasis, a severe form of the disease caused by the parasite Leishmania donovani, is fatal in over 95% of untreated cases and primarily affects low-income individuals with limited access to healthcare. The standard diagnosis involves identifying the parasite’s amastigotes, which are small and difficult to find, making the examination a challenging task that requires skill. To assist healthcare professionals, this study proposes a new approach that combines deep metric learning with supervised classification for the rapid detection of visceral leishmaniasis. The methodology divides images into small fragments (patches) to enhance the evaluation of four loss functions, which help a Support Vector Machine (SVM) diagnose the disease. The results showed that the Circle loss function performed best, with 98.3% sensitivity and 99.3% specificity. In addition to leishmaniasis, we explored the performance on other parasitic infections, such as Babesia, Toxoplasma, Trypanosoma, Plasmodium, and Schistosoma, which also demonstrated impressive results, with high precision and sensitivity. This approach suggests that artificial intelligence can be a valuable tool for improving the diagnosis of neglected tropical diseases, making it more accessible and efficient.
Palavras-chave: Deteção de parasitas
Leishmaniose visceral
Aprendizagem profunda
Aprendizagem de métrica profunda
Redes neurais convolucionais
Parasite Detection
Visceral Leishmaniasis
Deep Metric Learning
Deep Learning
Convolutional Neural Networks
Binary Classification
Automated Disease Diagnosis
Multiclass Classification
Babesia
Toxoplasma
Trypanosoma
Plasmodium and Schistosoma
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: LOPES, Carllos Eduardo Ferreira. Microscopy image analysis using deep metric learning: a study on the detection and classification of leishmania amastigotes and other parasites. 2025. 53 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) – Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/17122
Data do documento: 7-dez-2024
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