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Dissertações |
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LUCAS VINÍCIUS SILVA DE ALBUQUERQUE
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Desenvolvimento de uma abordagem híbrida inteligente para estimação de docking molecular entre proteínas utilizando redes de pseudo-convolução e Random Forests
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Orientador : WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MAGDA RHAYANNY ASSUNCAO FERREIRA
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CLARISSE LINS DE LIMA
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Data: 24/03/2025
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Docking molecular é uma técnica computacional utilizada para prever como duas moléculas, geralmente uma proteína e um ligante, interagem entre si. Essa técnica simula o encaixe da molécula menor (ligante) no sítio ativo da molécula maior (proteína), permitindo a análise de afinidade e especificidade das interações. O docking molecular é fundamental para a descoberta de novos medicamentos, pois ajuda a identificar possíveis candidatos a fármacos e a compreender os mecanismos moleculares subjacentes a diversas doenças. Além disso, técnicas avançadas de IA e aprendizado de máquina têm melhorado a precisão e eficiência dessas previsões, reduzindo custos e tempo no desenvolvimento de novos tratamentos. Foi desenvolvida uma abordagem para a estimativa do encaixe molecular entre proteínas, utilizando uma combinação de redes de pseudo-convolução e Random Forests. Esta abordagem visou melhorar a precisão na previsão da afinidade de ligação entre proteínas por meio de uma estratégia inteligente. As redes de pseudo-convolução foram empregadas para processar sequências de aminoácidos das proteínas candidatas-alvo, fragmentando-as em segmentos menores e capturando informações estruturais cruciais. Subsequentemente, os Random Forests foram utilizados para classificar os vetores resultantes das pseudo-convoluções. A metodologia foi avaliada rigorosamente por meio de experimentos que compararam seus resultados com abordagens tradicionais de encaixe molecular, explorando também as capacidades de generalização e adaptação a diferentes tipos de proteínas e cenários de interações moleculares. Os resultados mostraram que a metodologia apresentou avanços significativos. A redução de 8113 para 11 atributos aumentou a eficiência sem sacrificar a precisão. O modelo Random Forest com 200 árvores destacou-se com acurácia de 99.8%, índice Kappa de 0.997, sensibilidade de 0.997, especificidade de 1.000 e AUC de 1.000. Esses resultados indicam alta eficiência e contribuições significativas para a descoberta de novos medicamentos.
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Molecular docking is a computational technique used to predict how two molecules, usually a protein and a ligand, interact with each other. This technique simulates the docking of the smaller molecule (ligand) into the active site of the larger molecule (protein), allowing the analysis of affinity and specificity of interactions. Molecular docking is essential for drug discovery, as it helps to identify potential drug candidates and understand the molecular mechanisms underlying several diseases. In addition, advanced AI and machine learning techniques have improved the accuracy and efficiency of these predictions, reducing costs and time in the development of new treatments. An approach for estimating molecular docking between proteins was developed, using a combination of pseudo-convolution networks and Random Forests. This approach aimed to improve the accuracy in predicting binding affinity between proteins through an intelligent strategy. Pseudo-convolution networks were employed to process amino acid sequences of candidate target proteins, fragmenting them into smaller segments and capturing crucial structural information. Subsequently, Random Forests were used to classify the resulting vectors of pseudo-convolutions. The methodology was rigorously evaluated through experiments that compared its results with traditional molecular docking approaches, also exploring its generalization capabilities and adaptation to different types of proteins and molecular interaction scenarios. The results showed that the methodology presented significant advances. The reduction from 8113 to 11 attributes increased efficiency without sacrificing accuracy. The Random Forest model with 200 trees stood out with an accuracy of 99.8%, Kappa index of 0.997, sensitivity of 0.997, specificity of 1.000 and AUC of 1.000. These results indicate high efficiency and significant contributions to the discovery of new drugs.
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GABRIEL MIRANDA DE SOUZA
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Representação de Sinais de EEG em Imagens para o Diagnóstico de Alzheimer: uma abordagem baseada em Deep Learning e Métodos de Interpretabilidade
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Orientador : WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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GISELLE MACHADO MAGALHAES MORENO
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JULIANA CARNEIRO GOMES CASSEMIRO
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MAIRA ARAUJO DE SANTANA
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Data: 25/03/2025
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A Doença de Alzheimer (DA) é um distúrbio neurodegenerativo progressivo que afeta milhões de pessoas em todo o mundo. Os métodos tradicionais de diagnóstico dependem de técnicas de neuroimagem, como PET-CT, que são caras e de difícil acesso, especialmente em regiões com poucos recursos. O eletroencefalograma (EEG) surge como uma alternativa de baixo custo e portátil para auxiliar no diagnóstico da DA. Este estudo propõe uma abordagem que transforma sinais de EEG em imagens por meio do método ASTERI, permitindo a classificação de DA, demência frontotemporal (DFT) e indivíduos saudáveis utilizando modelos de deep learning. Foi utilizada uma base de dados composta por EEGs de 86 indivíduos (36 DA, 23 DFT e 29 controles), gerando um total de 141.063 imagens. Diferentes modelos de deep learning foram avaliados, com o modelo ConvNeXt alcançando o melhor desempenho, atingindo acurácia e F1-score de até 0.9964 com intervalo de confiança de 95%. Os métodos de Mapas de Saliência e Gradientes Integrados foram aplicados para identificar as regiões das imagens mais relevantes no processo de classificação. Ao cruzar esses resultados com os Mapas de Influência propostos, foi possível determinar os canais de EEG que mais contribuíram para a decisão do modelo. Os resultados sugerem que os canais das regiões occipital e frontal desempenham um papel fundamental na diferenciação entre doenças neurodegenerativas. Além disso, foram observadas diferenças de contribuição entre os hemisférios cerebrais, corroborando estudos anteriores que indicam uma deterioração mais rápida do hemisfério esquerdo em pacientes com DA. Este estudo contribui para o desenvolvimento de ferramentas diagnósticas baseadas em inteligência artificial, reforçando o potencial do EEG como uma modalidade acessível e não invasiva para a avaliação de doenças neurológicas.
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Alzheimer’s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder that affects millions of people worldwide. Traditional diagnostic methods rely on neuroimaging techniques, such as PET-CT, which are expensive and not widely available, especially in resource-limited settings. Electroencephalography (EEG) presents a low-cost and portable alternative for supporting AD diagnosis. This study proposes an approach that transforms EEG signals into images using the ASTERI method, enabling deep learning models to classify AD, frontotemporal dementia (FTD), and healthy controls. A dataset comprising EEG recordings from 86 subjects (36 AD, 23 FTD, and 29 controls) was used, generating 141,063 images. Several deep learning models were evaluated, with ConvNeXt achieving the highest performance, reaching an accuracy and F1-score of up to 0.9964 with a 95% confidence interval. The methods of Saliency Maps and Integrated Gradients were applied to identify the most relevant image regions in the classification process. By cross-referencing these results with the proposed Influence Maps, it was possible to determine the EEG channels that contributed the most to the model’s decision. The results suggest that EEG channels from occipital and frontal regions play a crucial role in distinguishing neurodegenerative diseases. Additionally, differences in hemispheric contributions were observed, aligning with existing evidence that the left hemisphere undergoes faster neurodegeneration in AD patients. This research contributes to the development of AI-driven diagnostic tools, reinforcing EEG as a promising modality for non-invasive and accessible neurological disease assessment.
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MARIA EUCLÉCIA ALBUQUERQUE DA SILVA
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Um sistema inteligente baseado em eletroencefalografia para apoio ao diagnóstico do transtorno do espectro autista
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Orientador : WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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THIAGO VASCONCELLOS MODENESI
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MAGDA RHAYANNY ASSUNCAO FERREIRA
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Data: 28/03/2025
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O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é um distúrbio do sistema nervoso que afeta o cérebro e resulta em dificuldades na fala, na interação social e em déficits de comunicação, comportamentos repetitivos e atrasos nas habilidades motoras. Esse distúrbio geralmente pode ser distinguido com os protocolos de diagnóstico clínico existentes a partir dos três anos de idade. O TEA também possui influência genética. Uma em cada 70 crianças em todo o mundo é afetada pelo TEA. Não existe um tratamento específico para o TEA, mas diversas técnicas terapêuticas têm sido desenvolvidas para minimizar os sintomas e melhorar as capacidades cognitivas, as habilidades sociais e comunicativas e a qualidade de vida como um todo. Atualmente o diagnóstico do TEA é clínico: equipes de psiquiatras, psicólogos clínicos e neuropsicólogos, com uso de observações e questionários, realizam o diagnóstico e estabelecem a faixa de gravidade. Diversas pesquisas têm apontado para a possibilidade de diagnósticos diferenciais baseados na análise de sinais eletroencefalográficos (EEG), para avaliar a atividade cerebral pelos sinais de EEG. Técnicas de aprendizado de máquina vêm sendo investigadas para construir ferramentas de apoio ao diagnóstico diferencial. As redes neurais artificiais profundas têm-se mostrado eficazes na resolução de problemas complexos de classificação, o que poderia auxiliar bastante na tarefa de apoio ao diagnóstico por análise multimodal. Este projeto tem como objetivo propor uma arquitetura híbrida baseada em redes neurais artificiais profundas e aprendizado estatístico para apoio ao diagnóstico do TEA a partir da análise de sinais de EEG rotulados por diagnóstico clínico. A arquitetura será validada por meio de bases públicas de sinais de EEG obtidos de voluntários reais dentro e fora do espectro autista.
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Autism Spectrum Disorder (ASD) is a nervous system disorder that affects the brain and results in difficulties with speech, social interaction and communication deficits, repetitive behaviors and delays in motor skills. This disorder can usually be distinguished with existing clinical diagnostic protocols from the age of three. ASD also has a genetic influence. One in every 70 children worldwide is affected by ASD. There is no specific treatment for ASD, but several therapeutic techniques have been developed to minimize symptoms and improve cognitive abilities, social and communicative skills and overall quality of life. Currently, the diagnosis of ASD is clinical: teams of psychiatrists, clinical psychologists and neuropsychologists, using observations and questionnaires, make the diagnosis and establish the severity range. Several studies have pointed to the possibility of differential diagnoses based on the analysis of electroencephalographic (EEG) signals, to evaluate brain activity through EEG signals. Machine learning techniques have been investigated to build tools to support differential diagnosis. Deep artificial neural networks have proven to be effective in solving complex classification problems, which could greatly assist in the task of supporting diagnosis through multimodal analysis. This project aims to propose a hybrid architecture based on deep artificial neural networks and statistical learning to support the diagnosis of ASD based on the analysis of EEG signals labeled by clinical diagnosis. The architecture will be validated using public databases of EEG signals obtained from real volunteers on and off the autism spectrum.
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TATIANNE DE LOS REMEDIOS MATOS
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Propriedades Biomecanicas Celulares com Pincas Opticas: da Automatizacao a Aplicacao
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Orientador : ADRIANA FONTES
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANA FONTES
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EMERY CLEITON CABRAL CORREIA LINS
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PAULO EUZEBIO CABRAL FILHO
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Data: 10/07/2025
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A pinça óptica caracteriza-se como uma ferramenta capaz de capturar, movimentar e medir propriedades biomecânicas em escalas micrométricas sem contato direto, sendo relevante no estudo de doenças que afetam a deformabilidade eritrocitária, como a anemia falciforme. A integração de câmeras ultrarrápidas e a automação de medições no sistema de pinça óptica podem aumentar a eficiência, precisão e versatilidade de análises, particularmente em experimentos que requerem alta resolução temporal, como a determinação da viscosidade de membrana (ηm) celular. Este trabalho objetivou desenvolver e aplicar sub-rotinas computacionais para medições automatizadas de propriedades biomecânicas por pinças ópticas. Além disso, buscou investigar o efeito da lectina ligadora de manose (MBL) na elasticidade (µ) de eritrócitos normais (HbA) e de pacientes com anemia falciforme (HbSS). Estudos indicam que níveis baixos de MBL no sangue estão associados a uma maior frequência de crises vaso-oclusivas em pacientes HbSS, o que justifica o estudo da µ eritrocitária. Nesse contexto, amostras de eritrócitos HbA e HbSS, com e sem interação com a MBL, tiveram µ mensurada em tempo real correlacionando-se a elongação celular com a velocidade de arraste pela pinça óptica. A elongação foi determinada por meio de processamento de imagem, em uma plataforma automatizada utilizando LabVIEW. Posteriormente, foi realizada uma substituição de uma câmera CCD de 240x352 pixels a 30 fps por uma CMOS de 1280x1024 pixels, com a qual foram realizadas avaliações na taxa de 100 fps. Com essa mudança, as etapas de funcionamento do LabVIEW de segmentação de imagem e obtenção das medições biomecânicas foram adaptadas e complementadas dando origem a uma plataforma para realização de medições de µ e ηm em eritrócitos, e outra para caracterização de células aderidas utilizando microesferas. A incubação com MBL diminuiu µ em 30% (p<0,0001) para eritrócitos HbA e em 44% para HbSS (ambos, p<0,0001), sugerindo também uma maior interação da lectina com células HbSS. Assim, acredita-se que, in vivo, a MBL possa estar estabilizando a membrana e o citoesqueleto dos eritrócitos HbSS, prevenindo a falcização, ou atuando como uma biomolécula opsonizadora, ajudando a remover essas células, impedindo a formação de coágulos nos microvasos. A câmera ultrarrápida permitiu medir µ em tempo real (com valores consistentes a resultados anteriores) utilizando o detector de bordas MaxClamp. Além disso, ηm foi medida a partir de vídeos gravados pela plataforma em tempo real. A propriedade ηm foideterminada a partir da máxima elongação do eritrócito até seu retorno à conformação inicial e a câmera ultrarrápida revelou um movimento de rotação celular ao retornar ao repouso, demandando a implementação de descritores de elongação resistentes a esse movimento. Para isso, utilizou-se uma combinação dos detectores de borda MaxClamp e Shi-Tomasi. Os pontos identificados por ambos nas bordas foram armazenados, e as distâncias entre os pares calculadas, sendo a maior delas considerada como o valor de elongação, resultando na aquisição de ηm de forma automatizada. Além disso, uma plataforma para caracterização de células aderidas foi desenvolvida, a partir da qual é possível controlar velocidade e deslocamento de microesferas, bem como medir o deslocamento do seu centro de massa para calibração da pinça óptica e análises. Acreditamos que este trabalho trouxe contribuições relevantes sobre o papel da MBL em eritrócitos, incentivando novas investigações. Adicionalmente, abriu perspectivas para avaliação da rotação de eritrócitos, o que juntamente com as novas sub-rotinas para determinação de propriedades viscoelásticas eritrocitárias e de células aderidas amplia as perspectivas de aplicações de pinças ópticas em biofísica celular.
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Optical tweezers are characterized as a tool capable of capturing, manipulating, and measuring biomechanical properties on a micrometric scale without direct contact, making them relevant in the study of diseases that affect erythrocyte deformability, such as sickle cell anemia.The integration of high-speed cameras and automated measurements into the optical tweezers system can increase the efficiency, precision, and versatility of analyses, particularly in experiments requiring high temporal resolution, such as the determination of cell membrane viscosity (ηm). This study aimed to develop and apply computational subroutines for automated measurements of biomechanical properties using optical tweezers. In addition, it sought to investigate the effect of mannose-binding lectin (MBL) on the elasticity (µ) of normal erythrocytes (HbA) and those from patients with sickle cell anemia (HbSS). Studies indicate that low levels of MBL in the blood are associated with a higher frequency of vaso-occlusive crises in HbSS patients, which justifies studying erythrocyte elasticity (µ). In this context, samples of HbA and HbSS erythrocytes, with and without interaction with MBL, had their elasticity (µ) measured in real time by correlating cell elongation with drag velocity by the optical tweezers. Elongation was determined through image processing in an automated platform developed using LabVIEW. Subsequently, a CCD camera with 240x352 pixels at 30 fps was replaced by a CMOS camera with 1280x1024 pixels, enabling evaluations at 100 fps. With this upgrade, the LabVIEW modules for image segmentation and biomechanical measurements were adapted and expanded, resulting in one platform for measuring µ and ηm in erythrocytes and another for characterizing adhered cells using microspheres. MBL incubation reduced µ by 30% (p<0.0001) in HbA erythrocytes and by 44% in HbSS erythrocytes (both p<0.0001), suggesting a stronger interaction of the lectin with HbSS cells. This indicates that, in vivo, MBL may stabilize the membrane and cytoskeleton of HbSS erythrocytes, preventing sickling, or act as an opsonizing biomolecule, aiding in the removal of these cells and preventing clot formation in microvessels. The high-speed camera enabled real-time measurement of µ (with values consistent with previous results) using the MaxClamp edge detector. Furthermore, ηm was measured from real-time recorded videos. This property was determined from the maximum elongation of the erythrocyte until its return to the initial shape, and the high-speed camera revealed a rotational movement of the cell during relaxation, which required implementing elongation descriptors resistant to this movement. To achieve this, a combination of the MaxClamp and Shi-Tomasi edge detectors was used. Points identified by both at the cell edges were stored, and the distances between pairs were calculated, with the largest considered the elongation value, resulting in the automated acquisition of ηm. Additionally, a platform for characterizing adhered cells was developed, allowing control over the speed and displacement of microspheres, as well as measurement of their center-of-mass displacement for optical tweezer calibration and analysis. We believe this study provides meaningful contributions regarding the role of MBL in erythrocytes, encouraging further investigations. Moreover, it opens new perspectives for evaluating erythrocyte rotation, which - together with the new subroutines for determining erythrocyte viscoelastic properties and adhered cell mechanics - expands the potential applications of optical tweezers in cellular biophysics.
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RITA DE CÁSSIA ALMEIDA SALES
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Otimizacao de Procedimentos em Auditoria Interna de Prontuarios Cirurgicos no HC-UFPE: Uma Abordagem com Uso de Inteligencia Artificial
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Orientador : WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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CECILIA CORDEIRO DA SILVA
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CLARISSE LINS DE LIMA
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SHIRLEY DA SILVA JACINTO DE OLIVEIRA CRUZ
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Data: 28/07/2025
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A auditoria de prontuários hospitalares é um processo que garante qualidade, segurança e conformidade dos registros assistenciais, promovendo comunicação eficaz entre profissionais e contribuindo para a melhoria contínua dos serviços de saúde, além de impactar a sustentabilidade financeira hospitalar. A auditoria manual é um processo trabalhoso e propenso a falhas humanas, especialmente em hospitais de grande porte e alta complexidade. A introdução da Inteligência Artificial na auditoria de prontuários pode otimizar a análise, tornando-a mais ágil, precisa e abrangente. O presente trabalho apresenta um modelo de Inteligência Artificial Generativa especializado para apoio à auditoria hospitalar, desenvolvido a partir do modelo GPT-4o da OpenAI, adaptado para o domínio específico da saúde. O objetivo principal foi desenvolver um assistente de auditoria que analisasse e classificasse os dados dos prontuários, reduzindo erros e aumentando a eficiência do processo. A metodologia envolveu o treinamento de um Modelo amplo de linguagem (LLM) com dados indicados por especialistas e a avaliação do desempenho do modelo através de métricas como sensibilidade, especificidade, índice Kappa e Área sob curva ROC. Os resultados indicam que o assistente pode replicar com eficácia as avaliações humanas, sugerindo um potencial significativo para transformar a prática de auditoria hospitalar. Conclui-se que a aplicação de Inteligência Artificial na auditoria interna pode transformar os processos, promovendo maior segurança, eficiência e alcance das análises realizadas pelo setor.
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Auditing hospital records is a process that ensures the quality, safety, and compliance of healthcare records, promoting effective communication between professionals and contributing to the continuous improvement of healthcare services, in addition to impacting hospital financial sustainability. Manual auditing is a laborious process and prone to human error, especially in large, highly complex hospitals. The introduction of Artificial Intelligence in medical record auditing can optimize the analysis, making it more agile, accurate, and comprehensive. This paper presents a specialized Generative Artificial Intelligence model to support hospital auditing, developed from OpenAI's GPT-4o model, adapted to the specific healthcare domain. The main objective was to develop an audit assistant that would analyze and classify medical record data, reducing errors and increasing process efficiency. The methodology involved training a Broad Language Model (LLM) with data indicated by experts and evaluating the model's performance through metrics such as sensitivity, specificity, Kappa index, and Area under the ROC curve. The results indicate that the assistant can effectively replicate human assessments, suggesting significant potential to transform hospital auditing practices. It is concluded that the application of Artificial Intelligence in internal auditing can transform processes, promoting greater safety, efficiency and scope of the analyses carried out by the sector.
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RENE RIBEIRO SOARES
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EDUCAÇÃO SEXUAL NO BRASIL: MAPEAMENTO DOS PROFISSIONAIS
ENVOLVIDOS: uma revisão de escopo
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Orientador : CRISTINE MARTINS GOMES DE GUSMAO
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MEMBROS DA BANCA :
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CRISTINE MARTINS GOMES DE GUSMAO
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MARCELO CAIRRAO ARAUJO RODRIGUES
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FRANCINE IANE GOMES DE SÁ
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Data: 29/09/2025
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Introdução: A educação sexual no Brasil é um campo interdisciplinar que enfrenta desafios estruturais, culturais e políticos significativos, impulsionados pela resistência conservadora, pela formação específica inadequada e pela rica diversidade sociocultural do país. Esses fatores contribuem para abordagens fragmentadas, limitando a eficácia da educação sexual na abordagem integral de questões como gênero, diversidade e saúde. Objetivo: Mapear os profissionais envolvidos no ensino da educação sexual no Brasil. Assim, identificando seus perfis, formações, atribuições e os desafios enfrentados no contexto educacional por meio de uma revisão de escopo, conduzida de acordo com as diretrizes do Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) adaptadas para tal. Métodos: A revisão foi orientada pela questão: “Quais são as formações, perfis e atribuições dos profissionais envolvidos no ensino da educação sexual no contexto educacional brasileiro?”. Foram realizadas buscas em cinco bases de dados (SciELO, PubMed, LILACS, Scopus, Web of Science), entre 14 de março e 25 de abril de 2025, utilizando descritores como “professor”, “health educators”, “sex education”, “sexuality” e “Brazil”, combinados com operadores booleanos “AND” e “OR”. Não houve restrições temporais ou linguísticas. Foram incluídos estudos que descrevessem a atuação, a formação ou os papéis de profissionais envolvidos na educação sexual no Brasil, bem como documentos institucionais e normativos oficiais que orientassem ou regulamentassem essa atuação. Foram excluídos trabalhos cujo objeto principal não contemplasse os profissionais e materiais sem fundamentação científica ou institucional reconhecida. A seleção seguiu as etapas PRISMA: identificação, triagem, elegibilidade e inclusão, resultando em 24 estudos (21 das bases, 3 de busca manual). Os dados foram extraídos e analisados qualitativamente, com categorização temática por região. Resultados: Os 24 estudos revelaram que professores, profissionais de saúde (enfermeiros, médicos), agentes comunitários e educadores de pares são os principais envolvidos na educação sexual. Os professores, especialmente de Ciências, carecem de formação específica, enfrentam tabus culturais, influências religiosas e reações contrarias das
familiares, limitando o ensino a aspectos biologizantes e preventivos. A formação inicial e continuada é insuficiente, com currículos que negligenciam diversidade sexual e gênero. Na saúde, profissionais enfrentam desafios semelhantes, com foco técnico e pouca atenção a questões socioculturais. Projetos comunitários mostram resultados positivos, mas sua escalabilidade é limitada. Regionalmente, podemos destacar que o Sul apresenta práticas heteronormativas e ineficazes na prevenção da gravidez na adolescência; o Sudeste destaca barreiras na formação docente e necessidades negligenciadas de trabalhadores sexuais; o Centro-Oeste evidencia lacunas entre diretrizes e práticas; o Norte enfrenta disputas políticas e desconsideração de interesses dos alunos; e o Nordeste revela desconhecimento docente influenciado por dogmas religiosos. Discussão: A educação sexual no Brasil é marcada por abordagens fragmentadas, resistência conservadora e falta de padronização curricular, perpetuando desigualdades e discriminações. A formação específica é crucial para superar tabus e integrar temas como gênero e diversidade, considerando as especificidades regionais e culturais do país. Iniciativas comunitárias e educacionais de pares mostram potencial, mas bloqueiam maior integração com o sistema educacional e de saúde. A revisão alinha-se aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 3, 4 e 5 e à iniciativa Reimaginar o Futuro da Educação da UNESCO, propondo uma educação sexual transformadora e inclusiva. Conclusão: O estudo alcançou seu objetivo de mapeamento e evidenciou a urgência de políticas públicas que priorizem: formação continuada de profissionais, integração efetiva entre saúde e educação, e desenvolvimento de estratégias contextualizadas que considerem as diversidades regionais brasileiras. Recomenda- se a adoção de modelos já bem-sucedidos no país, como as capacitações da UNA- SUS, para superar as barreiras identificadas.
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Introdução: A educação sexual no Brasil é um campo interdisciplinar que enfrenta desafios estruturais, culturais e políticos significativos, impulsionados pela resistência conservadora, pela formação específica inadequada e pela rica diversidade sociocultural do país. Esses fatores contribuem para abordagens fragmentadas, limitando a eficácia da educação sexual na abordagem integral de questões como gênero, diversidade e saúde. Objetivo: Mapear os profissionais envolvidos no ensino da educação sexual no Brasil. Assim, identificando seus perfis, formações, atribuições e os desafios enfrentados no contexto educacional por meio de uma revisão de escopo, conduzida de acordo com as diretrizes do Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) adaptadas para tal. Métodos: A revisão foi orientada pela questão: “Quais são as formações, perfis e atribuições dos profissionais envolvidos no ensino da educação sexual no contexto educacional brasileiro?”. Foram realizadas buscas em cinco bases de dados (SciELO, PubMed, LILACS, Scopus, Web of Science), entre 14 de março e 25 de abril de 2025, utilizando descritores como “professor”, “health educators”, “sex education”, “sexuality” e “Brazil”, combinados com operadores booleanos “AND” e “OR”. Não houve restrições temporais ou linguísticas. Foram incluídos estudos que descrevessem a atuação, a formação ou os papéis de profissionais envolvidos na educação sexual no Brasil, bem como documentos institucionais e normativos oficiais que orientassem ou regulamentassem essa atuação. Foram excluídos trabalhos cujo objeto principal não contemplasse os profissionais e materiais sem fundamentação científica ou institucional reconhecida. A seleção seguiu as etapas PRISMA: identificação, triagem, elegibilidade e inclusão, resultando em 24 estudos (21 das bases, 3 de busca manual). Os dados foram extraídos e analisados qualitativamente, com categorização temática por região. Resultados: Os 24 estudos revelaram que professores, profissionais de saúde (enfermeiros, médicos), agentes comunitários e educadores de pares são os principais envolvidos na educação sexual. Os professores, especialmente de Ciências, carecem de formação específica, enfrentam tabus culturais, influências religiosas e reações contrarias das
familiares, limitando o ensino a aspectos biologizantes e preventivos. A formação inicial e continuada é insuficiente, com currículos que negligenciam diversidade sexual e gênero. Na saúde, profissionais enfrentam desafios semelhantes, com foco técnico e pouca atenção a questões socioculturais. Projetos comunitários mostram resultados positivos, mas sua escalabilidade é limitada. Regionalmente, podemos destacar que o Sul apresenta práticas heteronormativas e ineficazes na prevenção da gravidez na adolescência; o Sudeste destaca barreiras na formação docente e necessidades negligenciadas de trabalhadores sexuais; o Centro-Oeste evidencia lacunas entre diretrizes e práticas; o Norte enfrenta disputas políticas e desconsideração de interesses dos alunos; e o Nordeste revela desconhecimento docente influenciado por dogmas religiosos. Discussão: A educação sexual no Brasil é marcada por abordagens fragmentadas, resistência conservadora e falta de padronização curricular, perpetuando desigualdades e discriminações. A formação específica é crucial para superar tabus e integrar temas como gênero e diversidade, considerando as especificidades regionais e culturais do país. Iniciativas comunitárias e educacionais de pares mostram potencial, mas bloqueiam maior integração com o sistema educacional e de saúde. A revisão alinha-se aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 3, 4 e 5 e à iniciativa Reimaginar o Futuro da Educação da UNESCO, propondo uma educação sexual transformadora e inclusiva. Conclusão: O estudo alcançou seu objetivo de mapeamento e evidenciou a urgência de políticas públicas que priorizem: formação continuada de profissionais, integração efetiva entre saúde e educação, e desenvolvimento de estratégias contextualizadas que considerem as diversidades regionais brasileiras. Recomenda- se a adoção de modelos já bem-sucedidos no país, como as capacitações da UNA- SUS, para superar as barreiras identificadas.
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FERNANDO ANTONIO DE OLIVEIRA
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Sistema inteligente para apoio ao diagnostico da hanseniase e outras lesoes baseado em imagens de lesoes de pele
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Orientador : WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MAGDA RHAYANNY ASSUNCAO FERREIRA
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LUÍSE LOPES CHAVES
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Data: 30/09/2025
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Mostrar Resumo
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A hanseníase, uma doença negligenciada, e o câncer de pele apresentam desafios diagnósticos significativos devido à semelhança de suas lesões com diversas outras dermatoses, o que pode levar a erros e atrasos no tratamento. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e a avaliação de um sistema inteligente baseado em imagens para apoiar o diagnóstico diferencial e não invasivo da hanseníase e do câncer de pele. Adotando a metodologia CRISP-DM, foi construída uma aplicação web em Django que integra uma "Fábrica de Modelos"para experimentação e um módulo para análise clínica. O sistema utiliza uma abordagem de aprendizado de máquina híbrida, combinando Redes Neurais Convolucionais (CNNs) pré-treinadas (EfficientNetB0, InceptionV3, DenseNet201) para extração de características e classificadores tradicionais (MLP, Random Forest, SVM) para a predição final. Foram propostos seis cenários de classificação para avaliar o desempenho em diferentes desafios clínicos, utilizando um banco de dados de imagens do Atlas Dermatológico. Os resultados indicaram que a combinação da CNN EfficientNetB0 com um classificador MLP apresentou a melhor performance geral, com acurácia superior a 94% em cenários de distinção entre hanseníase e câncer de pele, e entre câncer de pele e lesões benignas similares. O sistema demonstrou maior dificuldade na diferenciação entre os subtipos de hanseníase e na distinção da doença de outras dermatoses benignas, um reflexo dos desafios clínicos reais. Conclui-se que o sistema é um produto mínimo viável promissor, com potencial para auxiliar na triagem de lesões, mas que necessita de uma base de dados mais ampla para aprimorar sua acurácia em casos de alta sobreposição morfológica.
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Mostrar Abstract
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Leprosy, a neglected disease, and skin cancer present significant diagnostic challenges due to the similarity of their lesions to several other dermatoses, which can lead to errors and delays in treatment. This work aimed to develop and evaluate an intelligent image-based system to support the differential and non-invasive diagnosis of leprosy and skin cancer. Adopting the CRISP-DM methodology, a web application in Django was built that integrates a "Model Factory" for experimentation and a module for clinical analysis. The system uses a hybrid machine learning approach, combining pre-trained Convolutional Neural Networks (CNNs) (EfficientNetB0, InceptionV3, DenseNet201) for feature extraction and traditional classifiers (MLP, Random Forest, SVM) for final prediction. Six classification scenarios were proposed to evaluate performance in different clinical challenges, using an image database from the Dermatological Atlas. The results indicated that the combination of CNN EfficientNetB0 with an MLP classifier presented the best overall performance, with accuracy over 94% in scenarios distinguishing between leprosy and skin cancer, and between skin cancer and similar benign lesions. The system demonstrated greater difficulty in differentiating between leprosy subtypes and in distinguishing the disease from other benign dermatoses, reflecting real-world clinical challenges. The conclusion is that the system is a promising minimum viable product, with potential to aid in lesion triage, but requires a broader database to improve its accuracy in cases with high morphological overlap.
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INGRID IVONOSKA SILVEIRA JATOBÁ
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Aplicação do Método ASTERI na Representação de Sinais HD-EMG para Classificação de Gestos Utilizando Algoritmos de Aprendizado de Máquina
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Orientador : WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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GISELLE MACHADO MAGALHAES MORENO
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JULIANA CARNEIRO GOMES CASSEMIRO
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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CECILIA CORDEIRO DA SILVA
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Data: 16/10/2025
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As desordens neuromusculares que afetam os membros superiores exigem métodos cada vez mais precisos para a análise e o reconhecimento de movimentos. Nesse cenário, os sinais de eletromiografia de alta densidade (HD-EMG) associados a técnicas de aprendizado de máquina oferecem novas possibilidades para a identificação de padrões musculares. Este trabalho propõe a aplicação do método ASTERI na conversão de sinais HD-EMG em imagens bidimensionais, viabilizando o uso de arquiteturas profundas, como redes neurais convolucionais (CNNs), para extração de características relevantes na classificação de gestos manuais. Foram utilizados dados públicos da base PhysioNet, obtidos de 20 voluntários saudáveis durante a execução de 34 gestos distintos. Após o pré-processamento e a conversão dos sinais em imagens, diferentes classificadores foram avaliados. O modelo SVM com kernel polinomial de grau 1 apresentou o melhor desempenho, alcançando acurácia de 72,14% em validação cruzada e 72,47% no conjunto de teste, com sensibilidade de 0,73 e área sob a curva ROC (AUC) de 0,87. Esses resultados demonstram a eficácia do método ASTERI aliado ao aprendizado de máquina na análise de sinais mioelétricos, ressaltando seu potencial para aplicações futuras em tecnologias assistivas, interfaces cérebro-máquina (BMI) e sistemas de apoio ao diagnóstico neuromuscular.
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Neuromuscular disorders affecting the upper limbs require increasingly accurate methods for movement analysis and recognition. In this scenario, high-density electromyography (HD-EMG) signals combined with machine learning techniques offer new possibilities for identifying muscle patterns. This work proposes the application of the ASTERI method to convert HD-EMG signals into two-dimensional images, enabling the use of deep architectures, such as convolutional neural networks (CNNs), to extract relevant features for classifying hand gestures. Public data from the PhysioNet database, obtained from 20 healthy volunteers performing 34 different gestures, were used. After preprocessing and conversion of the signals into images, different classifiers were evaluated. The SVM model with a degree-1 polynomial kernel showed the best performance, achieving an accuracy of 72.14% in cross-validation and 72.47% in the test set, with a sensitivity of 0.73 and an area under the ROC curve (AUC) of 0.87. These results demonstrate the effectiveness of the ASTERI method combined with machine learning in the analysis of myoelectric signals, highlighting its potential for future applications in assistive technologies, brain-machine interfaces (BMI), and neuromuscular diagnostic support systems.
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ANDREA LIMA DA SILVA
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GAMIFICAÇÃO E JOGOS SÉRIOS COMO RECURSOS EDUCACIONAIS ABERTOS PARA PROMOVER A EDUCAÇÃO SEXUAL E REPRODUTIVA DE ADOLESCENTES E JOVENS ADULTOS: Uma Revisão de Escopo
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Orientador : CRISTINE MARTINS GOMES DE GUSMAO
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MEMBROS DA BANCA :
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CRISTINE MARTINS GOMES DE GUSMAO
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MARCELO CAIRRAO ARAUJO RODRIGUES
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MARIA DO SOCORRO MACHADO FREIRE
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Data: 30/10/2025
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Introdução: A adolescência e a juventude compreendem uma fase de sobreposição e transição crítica na qual os indivíduos estão mais vulneráveis a Infecções Sexualmente Transmissíveis (IST) e gravidezes não planejadas. Métodos tradicionais de ensino, como palestras, têm se mostrado limitados na retenção de conhecimento e engajamento dessa população. Em resposta, este estudo defende que o uso de recursos educacionais abertos, combinados com jogos sérios e gamificação, oferecem estratégias promissoras para estimular o aprendizado ativo em ambientes mais seguros e privados. Objetivo: Mapear as evidências disponíveis na literatura científica que abordem o uso de jogos sérios e da gamificação como estratégia educativa para promover a saúde sexual e reprodutiva entre adolescentes e adultos jovens. Métodos: Trata-se de uma revisão de escopo, onde as buscas foram conduzida nas bases de dados MEDLINE via PubMed, Scopus, LILACS, IEEE, BVS e ACM, limitando a estudos publicados nos últimos 10 anos. Foram incluídos estudos que analisaram jogos sérios ou gamificação para promover a saúde sexual e reprodutiva em participantes entre 10 e 24 anos. Resultados: Ao final da triagem, 17 estudos foram selecionados para análise, e demonstraram que as abordagens baseadas em jogos sérios e gamificação são significativamente mais promissoras e superiores aos métodos tradicionais. Houve melhora consistente na aquisição de conhecimento, na motivação e no engajamento dos alunos. O público-alvo concentrou-se em grupos minoritários ou em situação de vulnerabilidade social e econômica. As temáticas abordadas foram amplas, abrangendo informações como sexualidade, higiene, prevenção de ISTs, contracepção e saúde puberal/menstrual. Considerações Finais: Esta revisão confirmou o potencial transformador dos jogos sérios e da gamificação para a educação sexual e reprodutiva, proporcionando um ambiente seguro e discreto para temas sensíveis. Contudo, foram identificadas limitações consistentes nas pesquisas, como a dificuldade em medir mudanças comportamentais de longo prazo, a necessidade de amostras maiores e acompanhamentos mais longos. O estudo reforça que a integração de jogos sérios e gamificação é uma estratégia global essencial que se alinha diretamente aos ODS 3, 4 e 5 (saúde e bem-estar, educação de qualidade e igualdade de gênero), fornecendo contribuições valiosas para políticas públicas e currículos escolares mais inovadores. Sugere- se que futuras pesquisas se aprofundem em amostras maiores e acompanhamentos de longo prazo para consolidar o potencial dessas intervenções.
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Introdução: A adolescência e a juventude compreendem uma fase de sobreposição e transição crítica na qual os indivíduos estão mais vulneráveis a Infecções Sexualmente Transmissíveis (IST) e gravidezes não planejadas. Métodos tradicionais de ensino, como palestras, têm se mostrado limitados na retenção de conhecimento e engajamento dessa população. Em resposta, este estudo defende que o uso de recursos educacionais abertos, combinados com jogos sérios e gamificação, oferecem estratégias promissoras para estimular o aprendizado ativo em ambientes mais seguros e privados. Objetivo: Mapear as evidências disponíveis na literatura científica que abordem o uso de jogos sérios e da gamificação como estratégia educativa para promover a saúde sexual e reprodutiva entre adolescentes e adultos jovens. Métodos: Trata-se de uma revisão de escopo, onde as buscas foram conduzida nas bases de dados MEDLINE via PubMed, Scopus, LILACS, IEEE, BVS e ACM, limitando a estudos publicados nos últimos 10 anos. Foram incluídos estudos que analisaram jogos sérios ou gamificação para promover a saúde sexual e reprodutiva em participantes entre 10 e 24 anos. Resultados: Ao final da triagem, 17 estudos foram selecionados para análise, e demonstraram que as abordagens baseadas em jogos sérios e gamificação são significativamente mais promissoras e superiores aos métodos tradicionais. Houve melhora consistente na aquisição de conhecimento, na motivação e no engajamento dos alunos. O público-alvo concentrou-se em grupos minoritários ou em situação de vulnerabilidade social e econômica. As temáticas abordadas foram amplas, abrangendo informações como sexualidade, higiene, prevenção de ISTs, contracepção e saúde puberal/menstrual. Considerações Finais: Esta revisão confirmou o potencial transformador dos jogos sérios e da gamificação para a educação sexual e reprodutiva, proporcionando um ambiente seguro e discreto para temas sensíveis. Contudo, foram identificadas limitações consistentes nas pesquisas, como a dificuldade em medir mudanças comportamentais de longo prazo, a necessidade de amostras maiores e acompanhamentos mais longos. O estudo reforça que a integração de jogos sérios e gamificação é uma estratégia global essencial que se alinha diretamente aos ODS 3, 4 e 5 (saúde e bem-estar, educação de qualidade e igualdade de gênero), fornecendo contribuições valiosas para políticas públicas e currículos escolares mais inovadores. Sugere- se que futuras pesquisas se aprofundem em amostras maiores e acompanhamentos de longo prazo para consolidar o potencial dessas intervenções.
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LUCICLÁUDIA MENACHO DA SILVA
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Desenvolvimento de assistente virtual para deteccao precoce do risco de infeccao de sitio cirurgico
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Orientador : WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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JULIANA CARNEIRO GOMES CASSEMIRO
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MAIRA ARAUJO DE SANTANA
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Data: 24/11/2025
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Este estudo retrospectivo visa desenvolver e avaliar modelos preditivos de Infecção de Sítio Cirúrgico (ISC) utilizando algoritmos de aprendizado de máquina, aplicados a dados clínicos de pacientes submetidos a cirurgias limpas no Hospital das Clínicas de Pernambuco. A pesquisa, baseada em prontuários eletrônicos, utiliza os algoritmos J48 e Random Forest, com a técnica de balanceamento SMOTE para corrigir o desbalanceamento das classes. Os resultados indicam que, sem o balanceamento, ambos os modelos apresentaram bom desempenho, com destaque para o J48, que teve uma acurácia de 96,60% e sensibilidade de 98%. Após o balanceamento das classes, o modelo Random Forest apresentou um desempenho excepcional, com 100% de sensibilidade, especificidade e acurácia, sem falsos positivos ou negativos. Os resultados demonstram que o uso de IA e aprendizado de máquina pode melhorar a detecção precoce de ISC, promovendo a segurança do paciente, reduzindo custos hospitalares e otimizando a alocação de recursos. Este estudo sugere que a implementação de assistentes virtuais baseados em IA pode transformar a prática clínica, oferecendo ferramentas para vigilância em tempo real e apoiando a tomada de decisões clínicas mais informadas.
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This retrospective study aims to develop and evaluate predictive models of Surgical Site Infection (SSI) using machine learning algorithms, applied to clinical data of patients undergoing clean surgeries at the Hospital das Clinicas de Pernambuco. The research, based on electronic medical records, uses the J48 and Random Forest algorithms, with the SMOTE balancing technique to correct class imbalance. The results indicate that, without balancing, both models performed well, with emphasis on J48, which had an accuracy of 96.60% and sensitivity of 98%. After balancing the classes, the Random Forest model showed exceptional performance, with 100% sensitivity, specificity and accuracy, with no false positives or negatives. The results demonstrate that the use of AI and machine learning can improve early detection of SSIs, promoting patient safety, reducing hospital costs and optimizing resource allocation. This study suggests that the implementation of AI-based virtual assistants can transform clinical practice by providing tools for real-time surveillance and supporting more informed clinical decision-making.
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CAMILA TIODISTA DE LIMA
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Interfaces musicais humano-máquina para reconhecimento de emoções em sinais eletroencefalográficos
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Orientador : WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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GISELLE MACHADO MAGALHAES MORENO
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MAIRA ARAUJO DE SANTANA
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Data: 26/11/2025
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O envelhecimento populacional acelerado no Brasil e no mundo tem intensificado a prevalência de doenças neurodegenerativas, especialmente as demências, como a Doença de Alzheimer. Nesse contexto, terapias não farmacológicas, como a musicoterapia, têm ganhado destaque por sua eficácia na melhora da qualidade de vida, comunicação e bem-estar emocional de pacientes com demência. Contudo, a personalização dos estímulos musicais — essencial para a eficácia da intervenção — enfrenta um desafio crítico: a avaliação subjetiva das respostas emocionais torna-se inviável em indivíduos com comprometimento cognitivo avançado, já que métodos tradicionais (como autorrelato, expressão facial ou análise vocal) perdem confiabilidade. Diante disso, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma interface musical cérebro-máquina capaz de reconhecer estados emocionais de forma objetiva e não invasiva, utilizando sinais eletroencefalográficos (EEG) coletados durante atividades autobiográficas com estímulos musicais personalizados. A base de dados utilizada foi coletada por Santana (2023) e inclui 39 participantes — 21 controles cognitivamente saudáveis e 18 com diagnóstico de demência leve a moderada —, totalizando 39 registros de EEG rotulados conforme a valência emocional autoavaliada após o relato autobiográfico RAB2. Para viabilizar a aplicação de técnicas de aprendizado profundo, os sinais de EEG foram convertidos em imagens bidimensionais por meio do método ASTERI (Gomes, 2023), que emprega uma analogia com a tomografia computadorizada para gerar representações espaciais dos sinais multicanal. A partir dessas imagens, foram extraídas características implícitas utilizando uma rede neural convolucional pré-treinada (LeNet, originalmente treinada na base MNIST), resultando em um vetor de 500 atributos por amostra. Foram conduzidos três experimentos metodológicos: a) Experimento A: avaliação comparativa de múltiplos classificadores (Naive Bayes, BayesNet, J48, Random Forest e SVM) sobre a base completa de atributos; b) Experimento B: aplicação da Otimização por Enxame de Partículas (PSO) para seleção de atributos, reduzindo em 81% a dimensionalidade (de 500 para 95 atributos), seguida de nova classificação; c) Experimento C: análise da influência do número de iterações do PSO (20, 50, 100, 150 e 200) na estabilidade do desempenho classificatório. Os resultados demonstraram que o Random Forest com 100 árvores obteve desempenho superior em todos os cenários, com acurácia média de 98,84% ± 0,15 no Experimento A e 98,61% ± 0,56 no Experimento B, mantendo índice Kappa acima de 0,98, sensibilidade e especificidade próximas a 0,98–0,99 e AUC-ROC igual a 1,00. Notavelmente, mesmo após a redução de 80% dos atributos, o desempenho permaneceu estável, evidenciando a robustez da combinação ASTERI + PSO + Random Forest. Além disso, o Experimento C revelou que o número de iterações do PSO não impactou significativamente o desempenho final, com acurácias consistentemente acima de 97% para todos os valores testados, indicando que configurações mais leves (ex.: I = 20) já são suficientes para alcançar resultados ótimos. Este trabalho contribui para a Computação Biomédica ao demonstrar a viabilidade de uma abordagem integrada — baseada em representação imagética de EEG, extração profunda de características e seleção evolucionária de atributos — para o reconhecimento automático de emoções em populações clínicas vulneráveis, com potencial aplicação direta no apoio à personalização de intervenções musicoterapêuticas para idosos com demência.
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The rapid aging of the population in Brazil and worldwide has increased the prevalence of neurodegenerative diseases, especially dementias such as Alzheimer's disease. In this context, non-pharmacological therapies, such as music therapy, have gained prominence for their effectiveness in improving the quality of life, communication, and emotional well-being of patients with dementia. However, the personalization of musical stimuli—essential for the effectiveness of the intervention—faces a critical challenge: the subjective assessment of emotional responses becomes unfeasible in individuals with advanced cognitive impairment, as traditional methods (such as self-reporting, facial expression, or vocal analysis) lose reliability. Therefore, this work proposes the development of a musical brain-machine interface capable of recognizing emotional states objectively and non-invasively, using electroencephalographic (EEG) signals collected during autobiographical activities with personalized musical stimuli. The database used was collected by Santana (2023) and includes 39 participants—21 cognitively healthy controls and 18 diagnosed with mild to moderate dementia—totaling 39 EEG recordings labeled according to self-assessed emotional valence after the RAB2 autobiographical report. To enable the application of deep learning techniques, the EEG signals were converted into two-dimensional images using the ASTERI method (Gomes, 2023), which uses an analogy with computed tomography to generate spatial representations of multichannel signals. From these images, implicit features were extracted using a pre-trained convolutional neural network (LeNet, originally trained on the MNIST database), resulting in a vector of 500 attributes per sample. Three methodological experiments were conducted: a) Experiment A: comparative evaluation of multiple classifiers (Naive Bayes, BayesNet, J48, Random Forest, and SVM) on the complete attribute database; b) Experiment B: application of Particle Swarm Optimization (PSO) for feature selection, reducing dimensionality by 81% (from 500 to 95 features), followed by new classification; c) Experiment C: analysis of the influence of the number of PSO iterations (20, 50, 100, 150, and 200) on the stability of classification performance. The results demonstrated that Random Forest with 100 trees obtained superior performance in all scenarios, with an average accuracy of 98.84% ± 0.15 in Experiment A and 98.61% ± 0.56 in Experiment B, maintaining a Kappa index above 0.98, sensitivity and specificity close to 0.98–0.99, and AUC-ROC equal to 1.00. Notably, even after reducing the features by 80%, performance remained stable, demonstrating the robustness of the ASTERI + PSO + Random Forest combination. Furthermore, Experiment C revealed that the number of PSO iterations did not significantly impact final performance, with accuracies consistently above 97% for all tested values, indicating that lighter settings (e.g., I = 20) are sufficient to achieve optimal results. This work contributes to Biomedical Computing by demonstrating the feasibility of an integrated approach—based on EEG image representation, deep feature extraction, and evolutionary feature selection—for automatic emotion recognition in vulnerable clinical populations, with potential direct application in supporting the personalization of music therapy interventions for older adults with dementia.
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CARLA LUZIANA SILVERIO DA SILVA
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APOIO AO DIAGNÓSTICO DE ALZHEIMER A PARTIR ELETROENCEFALOGRAMA E INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
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Orientador : JULIANA CARNEIRO GOMES CASSEMIRO
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MEMBROS DA BANCA :
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JULIANA CARNEIRO GOMES CASSEMIRO
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GISELLE MACHADO MAGALHAES MORENO
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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CECILIA CORDEIRO DA SILVA
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Data: 12/12/2025
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O envelhecimento populacional tem ampliado a incidência de doenças neurodegenerativas, entre elas a Doença de Alzheimer (DA) e a Demência Frontotemporal (DFT), que apresentam desafios relevantes para o diagnóstico precoce. Este estudo tem como objetivo investigar a utilização de sinais de eletroencefalografia (EEG) em estado de repouso, combinados com algoritmos de aprendizado de máquina, como ferramenta de apoio ao diagnóstico diferencial dessas condições. A base de dados analisada incluiu 88 sujeitos (36 com DA, 23 com DFT e 29 controles), coletados segundo o Sistema Internacional 10-20. O processamento envolveu três etapas principais: (1) pré-processamento dos sinais no software Octave, segmentados em janelas de 4 segundos; (2) extração de 34 atributos estatísticos nos domínios de tempo e frequência; e (3) classificação automática com Random Forest (RF) e Máquina de Vetor de Suporte (SVM). A avaliação foi realizada no software Weka, com validação cruzada estratificada de 10 folds e 30 repetições independentes. Os resultados indicaram desempenho superior do RF, que alcançou acurácia média de 95,4%, índice Kappa de 0,93, sensibilidade de 98% e especificidade de 94%, enquanto o SVM obteve acurácia de 70%. Esses achados sugerem que a integração de EEG e Random Forest pode oferecer suporte confiável ao diagnóstico diferencial de demências, com potencial para aplicação em ambientes clínicos de recursos limitados. A principal contribuição deste trabalho reside na demonstração da viabilidade de métodos baseados em inteligência artificial para traduzir sinais cerebrais em informações clinicamente relevantes, ampliando as perspectivas de diagnóstico precoce e acessível.
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O envelhecimento populacional tem ampliado a incidência de doenças neurodegenerativas, entre elas a Doença de Alzheimer (DA) e a Demência Frontotemporal (DFT), que apresentam desafios relevantes para o diagnóstico precoce. Este estudo tem como objetivo investigar a utilização de sinais de eletroencefalografia (EEG) em estado de repouso, combinados com algoritmos de aprendizado de máquina, como ferramenta de apoio ao diagnóstico diferencial dessas condições. A base de dados analisada incluiu 88 sujeitos (36 com DA, 23 com DFT e 29 controles), coletados segundo o Sistema Internacional 10-20. O processamento envolveu três etapas principais: (1) pré-processamento dos sinais no software Octave, segmentados em janelas de 4 segundos; (2) extração de 34 atributos estatísticos nos domínios de tempo e frequência; e (3) classificação automática com Random Forest (RF) e Máquina de Vetor de Suporte (SVM). A avaliação foi realizada no software Weka, com validação cruzada estratificada de 10 folds e 30 repetições independentes. Os resultados indicaram desempenho superior do RF, que alcançou acurácia média de 95,4%, índice Kappa de 0,93, sensibilidade de 98% e especificidade de 94%, enquanto o SVM obteve acurácia de 70%. Esses achados sugerem que a integração de EEG e Random Forest pode oferecer suporte confiável ao diagnóstico diferencial de demências, com potencial para aplicação em ambientes clínicos de recursos limitados. A principal contribuição deste trabalho reside na demonstração da viabilidade de métodos baseados em inteligência artificial para traduzir sinais cerebrais em informações clinicamente relevantes, ampliando as perspectivas de diagnóstico precoce e acessível.
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MARIA JOANNA SIQUEIRA FREIRE
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SISTEMAS INTELIGENTES NO APOIO AO DIAGNÓSTICO DO CÂNCER DE MAMA UTILIZANDO IMAGENS HISTOPATOLÓGICAS
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Orientador : WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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JULIANA CARNEIRO GOMES CASSEMIRO
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WELLINGTON PINHEIRO DOS SANTOS
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MAIRA ARAUJO DE SANTANA
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CECILIA CORDEIRO DA SILVA
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Data: 16/12/2025
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O câncer de mama apresenta-se como uma doença crônico-degenerativa de evolução progressiva e prolongada, sendo o tipo mais comum entre as mulheres e correspondendo a cerca de 11,7% dos novos casos a cada ano no mundo. Para rastrear e diagnosticar a doença, são necessárias diferentes abordagens, que englobam a realização de exames de imagem, como mamografia e ultrassonografia e exames histopatológicos e imuno-hitoquímicos. O exame histopatológico permanece sendo o método definitivo para a confirmação do câncer de mama após a detecção de anomalias nos exames de imagem, sendo considerado o padrão ouro no diagnóstico do câncer de mama. As técnicas de aprendizado profundo, e especificamente as Redes Neurais Convolucionais (CNNs), emergiram como uma força substancialmente transformadora no cenário clínico, oferecendo a potencialidade para automatizar e aumentar a precisão nos processos de diagnóstico, se destacando na execução das tarefas de reconhecimento de características ao aprender padrões para classificação através do treinamento com amplos conjuntos de dados rotulados e no contexto do câncer de mama, as CNNs podem ser treinadas com o objetivo de detectar padrões sutis nas imagens histopatológicas, os quais podem ser indicativos de malignidade. Esse trabalho propõe a avaliação de algoritmos de inteligência artificial utilizando redes neurais profundas a fim de proporcionar apoio ao diagnóstico do câncer de mama através de imagens histopatológicas. Para o seu desenvolvimento, foi utilizada a base de dados pública de imagens histopatológicas BreaKHis, que conta com 7909 imagens microscópicas de tumores de mama. As imagens foram processadas com o software Weka (Waikato Environment for Knowledge Analysis) e o conjunto de dados foi dividido em duas partes. Na fase de treinamento foram testados cinco algoritmos: Random Forest, SVM, J48, Bayes Network e Naive Bayes. Após o treinamento observou-se que o classificador SVM com RBF 0.50 apresentou o melhor desempenho geral, demonstrando acurácia de 95,10%, índice Kappa de 0,94, sensibilidade 0,80, especificidade 0,98 e AUC-ROC de 0,91.
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Breast cancer is a chronic, degenerative disease with a progressive and prolonged course. It is the most common type of cancer among women, accounting for approximately 11.7% of new cases worldwide each year. Screening and diagnosing the disease requires a variety of approaches, including imaging tests such as mammography and ultrasound, as well as histopathological and immunohistochemical tests. Histopathological examination remains the definitive method for confirming breast cancer after abnormalities are detected on imaging tests and is considered the gold standard in breast cancer diagnosis. Deep learning techniques, and specifically Convolutional Neural Networks (CNNs), have emerged as a substantially transformative force in the clinical setting, offering the potential to automate and increase the accuracy of diagnostic processes. They excel at performing feature recognition tasks by learning patterns for classification through training with large sets of labeled data. In the context of breast cancer, CNNs can be trained to detect subtle patterns in histopathological images, which may be indicative of malignancy. This work proposes the evaluation of artificial intelligence algorithms using deep neural networks to support the diagnosis of breast cancer through histopathological images. The public histopathological image database BreaKHis, which contains 7,909 microscopic images of breast tumors, was used for its development. The images were processed with Weka (Waikato Environment for Knowledge Analysis) software, and the dataset was divided into two parts. During the training phase, five algorithms were tested: Random Forest, SVM, J48, Bayes Network, and Naive Bayes. After training, the SVM classifier with RBF 0.50 presented the best overall performance, demonstrating an accuracy of 95.10%, a Kappa index of 0.94, sensitivity of 0.80, specificity of 0.98, and AUC-ROC of 0.91.
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MARIANA DIAS DA SILVA
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Tratamento da candidíase vulvovaginal: um panorama geral a partir de uma revisão de escopo.
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Orientador : CRISTINE MARTINS GOMES DE GUSMAO
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MEMBROS DA BANCA :
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BARBARA HELENA DE BRITO ANGELO
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CRISTINE MARTINS GOMES DE GUSMAO
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MARCELO CAIRRAO ARAUJO RODRIGUES
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Data: 18/12/2025
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A candidíase vulvovaginal (CVV) configura-se como a segunda infecção genital mais comum em mulheres e a principal etiologia das vaginites, afetando aproximadamente 75% das mulheres adultas ao menos uma vez na vida, com uma parcela significativa (5% a 9%) evoluindo para a forma recorrente (CVVR). Diante da relevância clínica e do crescente desafio imposto pela resistência aos antifúngicos azólicos, historicamente o tratamento padrão, esta revisão de escopo buscou mapear, classificar e sintetizar as abordagens terapêuticas existentes e emergentes para a CVV em mulheres adultas. A metodologia seguiu as diretrizes do Joanna Briggs Institute (JBI) e PRISMA-ScR, utilizando a estratégia PCC (População: mulheres adultas com CVV; Conceito: abordagens terapêuticas; Contexto: diferentes níveis de cuidado em saúde). A busca sistemática em bases de dados resultou na inclusão de 219 estudos. Os resultados demonstram um crescimento progressivo da produção científica, com picos acentuados entre 2017 e 2024, impulsionado pela ineficácia dos tratamentos e pela emergência da resistência antifúngica. A análise etiológica confirmou a dominância histórica de C. albicans (47,8%), mas revelou a notável ascensão de espécies não-albicans (CNAs), que somam 37,8% dos isolados e estão intrinsecamente associadas à diminuição da sensibilidade aos azólicos. O panorama terapêutico (1959-2025) aponta para uma transição: embora os Antifúngicos Azólicos (AFA) representem 60% dos estudos (Clotrimazol e Fluconazol em destaque), observa-se um crescimento expressivo nas Terapias Combinadas (COMB) e nas Abordagens Alternativas e Complementares (CAM), incluindo probióticos, Ácido Bórico e imunoterapias. Entre as novas moléculas, o Ibrexafungerp e o Oteseconazol despontam como promessas para combater cepas resistentes e a recorrência. A maior parte da investigação se concentrou na CVV geral (62%), mas a CVVR representou 21% dos estudos, sinalizando um foco crescente, porém ainda insuficiente, no manejo da recorrência. Em conclusão, a pesquisa atual reflete a necessidade de um paradigma terapêutico integrado, que vá além da ação antifúngica direta, incorporando a modulação do microbioma e a resposta imune da paciente para superar o complexo desafio da CVV.
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A candidíase vulvovaginal (CVV) configura-se como a segunda infecção genital mais comum em mulheres e a principal etiologia das vaginites, afetando aproximadamente 75% das mulheres adultas ao menos uma vez na vida, com uma parcela significativa (5% a 9%) evoluindo para a forma recorrente (CVVR). Diante da relevância clínica e do crescente desafio imposto pela resistência aos antifúngicos azólicos, historicamente o tratamento padrão, esta revisão de escopo buscou mapear, classificar e sintetizar as abordagens terapêuticas existentes e emergentes para a CVV em mulheres adultas. A metodologia seguiu as diretrizes do Joanna Briggs Institute (JBI) e PRISMA-ScR, utilizando a estratégia PCC (População: mulheres adultas com CVV; Conceito: abordagens terapêuticas; Contexto: diferentes níveis de cuidado em saúde). A busca sistemática em bases de dados resultou na inclusão de 219 estudos. Os resultados demonstram um crescimento progressivo da produção científica, com picos acentuados entre 2017 e 2024, impulsionado pela ineficácia dos tratamentos e pela emergência da resistência antifúngica. A análise etiológica confirmou a dominância histórica de C. albicans (47,8%), mas revelou a notável ascensão de espécies não-albicans (CNAs), que somam 37,8% dos isolados e estão intrinsecamente associadas à diminuição da sensibilidade aos azólicos. O panorama terapêutico (1959-2025) aponta para uma transição: embora os Antifúngicos Azólicos (AFA) representem 60% dos estudos (Clotrimazol e Fluconazol em destaque), observa-se um crescimento expressivo nas Terapias Combinadas (COMB) e nas Abordagens Alternativas e Complementares (CAM), incluindo probióticos, Ácido Bórico e imunoterapias. Entre as novas moléculas, o Ibrexafungerp e o Oteseconazol despontam como promessas para combater cepas resistentes e a recorrência. A maior parte da investigação se concentrou na CVV geral (62%), mas a CVVR representou 21% dos estudos, sinalizando um foco crescente, porém ainda insuficiente, no manejo da recorrência. Em conclusão, a pesquisa atual reflete a necessidade de um paradigma terapêutico integrado, que vá além da ação antifúngica direta, incorporando a modulação do microbioma e a resposta imune da paciente para superar o complexo desafio da CVV.
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