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Tipo do documento: Tese
Título: Aprendizado de máquina e dispositivo vestível na identificação dos diferentes estágios da COVID-19 utilizando a variabilidade da frequência cardíaca.
Título(s) alternativo(s): Machine learning and wearable device in identifying the different stages of COVID-19 using heart rate variability
Autor: Sanches, Carlos Alberto 
Primeiro orientador: Librantz, Andre Felipe Henriques
Primeiro coorientador: Belan, Peterson Adriano
Primeiro membro da banca: Librantz, Andre Felipe Henriques
Segundo membro da banca: Jorge, Luciana Maria Malosa Sampaio
Terceiro membro da banca: Aletti, Federico
Quarto membro da banca: Belan, Peterson Adriano
Quinto membro da banca: Araújo, Sidnei Alves de
Resumo: A pandemia de COVID-19 exigiu esforços multidisciplinares em seu combate, incluindo o desenvolvimento e distribuição de testes diagnósticos e vacinas. Em 2023, a pandemia de COVID-19 continuou a representar uma ameaça à saúde pública global, com milhões de pessoas infectadas e milhares de óbitos, além de um grande número de indivíduos afetados pela síndrome da COVID longa. Os testes em massa, embora eficazes, permanecem complexos e demorados. Estudos recentes têm explorado a relação entre a variabilidade da frequência cardíaca (VFC) e a COVID-19, utilizando dados fisiológicos para avaliar retrospectivamente a saúde dos indivíduos. Motivado pela crescente popularidade de dispositivos pessoais, como relógios e pulseiras inteligentes, que monitoram dados fisiológicos, este estudo investigou a viabilidade de utilizar esses dispositivos para diagnóstico da COVID-19 em tempo real. Técnicas de aprendizado de máquina foram empregadas para identificar padrões nos índices da VFC para indivíduos saudáveis, positivos para COVID-19 e aqueles com síndrome da COVID longa. Diversos algoritmos foram analisados e testados, e a árvore de decisão foi selecionada como o algoritmo principal, alcançando uma precisão média geral de 77%, melhorando para 96,7%, quando informações sobre infecções recentes por COVID-19 estavam disponíveis. Um oxímetro automatizado foi desenvolvido para coletar e transmitir dados da VFC para processamento em um servidor remoto. Um sistema de monitoramento em tempo real via WEB foi projetado para fornecer diagnósticos imediatos com base nas leituras do oxímetro. Este trabalho é o primeiro a oferecer avaliação e indicação em tempo real do estado de saúde relacionado à infecção por COVID-19 utilizando dados fisiológicos. Além disso, ele apresenta outra abordagem inovadora ao oferecer, pela primeira vez, um diagnóstico da síndrome da COVID longa, não baseado em exames clínicos. O diagnóstico em tempo real pode ajudar a prevenir a propagação da doença e monitorar a sua progressão em indivíduos com maior risco de complicações.
Abstract: The COVID-19 pandemic has required multidisciplinary efforts in its combat, including the development and distribution of diagnostic tests and vaccines. In 2023, the COVID-19 pandemic continued to pose a threat to global public health, with millions of people infected and thousands of deaths, in addition to a large number of individuals affected by long COVID syndrome. Although effective, mass testing remains complex and time-consuming. Recent studies have explored the relationship between heart rate variability (HRV) and COVID-19, using physiological data to retrospectively assess individual health. Motivated by the growing popularity of personal devices, such as smartwatches and smart bracelets, that monitor physiological data, this study investigated the feasibility of using these devices for real-time diagnosis of COVID-19. Machine learning techniques were employed to identify patterns in HRV indices for healthy individuals, COVID-positive individuals, and those with long COVID syndrome. Several algorithms were analyzed and tested, and the decision tree was selected as the main algorithm, achieving an overall average accuracy of 77%, improving to 96,7%, when information on recent COVID-19 infections were available. An automated oximeter was developed to collect and transmit HRV data for processing on a remote server. A web-based real-time monitoring system was designed to provide immediate diagnoses based on oximeter readings. This work is the first to offer real-time assessment and indication of the health status related to COVID-19 infection using physiological data. Furthermore, it introduces another innovative approach by providing, for the first time, a diagnosis of long COVID syndrome not based on clinical examinations. Real-time diagnosis can help prevent the spread of the disease and monitor its progression in individuals at higher risk of complications.
Palavras-chave: aprendizado de máquina
coronavírus
COVID-19
dispositivos vestíveis
oxímetro
SARS-CoV-2
VFC
variabilidade da frequência cardíaca
coronavirus
COVID-19
HRV
heart rate variability
machine learning
oximeter
SARS-CoV-2
wearable devices
Área(s) do CNPq: CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Nove de Julho
Sigla da instituição: UNINOVE
Departamento: Informática
Programa: Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento
Citação: Sanches, Carlos Alberto. Aprendizado de máquina e dispositivo vestível na identificação dos diferentes estágios da COVID-19 utilizando a variabilidade da frequência cardíaca.. 2024. 151 f. Tese( Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento) - Universidade Nove de Julho, São Paulo.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bibliotecatede.uninove.br/handle/tede/3505
Data de defesa: 27-Fev-2024
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento

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