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Tipo do documento: Dissertação
Título: Predição de síndrome metabólica em indivíduos com doença renal crônica utilizando técnicas de aprendizado de máquina
Título(s) alternativo(s): Prediction of metabolic syndrome in individuals with chronic kidney disease using machine learning techniques
Autor: BITTENCOURT, Jalila Andréa Sampaio 
Primeiro orientador: NASCIMENTO, Maria do Desterro Soares Brandão
Primeiro coorientador: BARROS FILHO, Allan Kardec Duailibe
Primeiro membro da banca: NASCIMENTO, Maria do Desterro Soares Brandão
Segundo membro da banca: BARROS FILHO, Allan Kardec Duailibe
Terceiro membro da banca: CHAGAS, Deysianne Costa das
Quarto membro da banca: ANDRADE, Marcelo Souza de
Quinto membro da banca: SILVA, Mayara Cristina Pinto da
Resumo: A doença renal crônica (DRC) e a síndrome metabólica (SM) possuem íntima ligação com o excesso de peso, obesidade e fatores de risco cardiometabólicos. A detecção precoce destas patologias torna-se necessária, a fim de retardar as complicações a elas associadas. Desta forma, métodos de triagem para o rastreamento de SM são de grande importância, visto que, a SM pode impactar de forma negativa na progressão da DRC. Com base nisso, o estudo teve por objetivo desenvolver um modelo para predição do risco para SM em pessoas com DRC. Trata-se de um estudo transversal, realizado com pacientes oriundos do Centro de Prevenção de Doenças Renais (CPDR) do Hospital Universitário da Universidade Federal do Maranhão (HUUFMA). A amostra foi composta por voluntários de ambos os sexos com idade a partir de 20 anos, classificados de acordo com seu estado de saúde (DRC leve ou DRC grave). Os estágios da DRC foram classificados de acordo com a taxa de filtração glomerular (TFG), o diagnóstico sugestivo de SM foi definido de acordo com o proposto pela International Diabetes Federation (IDF) e foram avaliados dados antropométricos, bioquímicos, hemodinâmicos e hábitos de vida. Para o rastreamento da SM, utilizouse o algoritmo classificador k-vizinhos mais próximos (KNN), um método do aprendizado de máquina (AM) supervisionado. Para implementação do algoritmo classificador, utilizou-se entradas de baixo custo e fácil utilização como: gênero, tabagismo, circunferência do pescoço (CP) e a relação cintura-quadril (RCQ). A construção do algoritmo classificador e implementação do software se deu por meio do programa Matlab®. Para o arquivo de dados e a análise estatística, utilizou-se o software SPSS®, sendo aplicado os seguintes testes estatísticos: KolmogorovSmirnov, t de Student, Mann-Whitney U e curva ROC. Os resultados foram considerados estatisticamente significativos para p<0,05. Foram avaliados 196 indivíduos adultos com idade média de 44,73±15,96 anos, dos quais 71,9% (n=141) corresponderam ao gênero feminino e 69,4% (n=136) possuíam excesso de peso. Da amostra investigada, 45,8% (n=11; p=0,006) dos portadores de DRC possuíam SM, com maioria apresentando até 3 componentes metabólicos alterados. Destes componentes, o grupo com DRC apresentou maiores valores de média/mediana em todos os parâmetros, com significância estatística em: circunferência da cintura (CC) (94,85±11,7; p=0,02), pressão arterial sistólica (PAS) [134(123,25-165,5) mmHg; p<0,001], pressão arterial diastólica (PAD) [86,5(76,25-91) mmHg; p=0,019] e glicemia em jejum (GJ) [81(75-88) mg/dL; p=0,001]. O algoritmo KNN mostrou-se um bom preditor para rastreamento de SM, visto que apresentou acurácia e sensibilidade de 79%, especificidade de 80%, tendo seu desempenho avaliado pela curva ROC (AUC=0,79). Desta forma, o algoritmo KNN pode ser utilizado como método de triagem com alta sensibilidade e baixo custo para avaliar a presença de SM em pessoas com DRC.
Abstract: The chronic kidney disease (CKD) and metabolic syndrome (MS) are closely linked to overweight, obesity and cardiovascular risk factors. In order to postpone the complications associated with them and due to the increasing incidence in all age groups, the early detection of these pathologies is necessary. Based on this, the study aimed to develop a model to predict the risk for the MS in people with the CKD. This is a cross-sectional study, carried out with patients from the Center for the Prevention of Kidney Diseases (CPDR) of the University Hospital of the Federal University of Maranhão (HUUFMA). The sample was obtained from volunteers of both genders who were 20 years old or over and were classified according to their health status (healthy or with the CKD). The stages of the CKD are classified according to the glomerular filtration rate (GFR) and the suggestive diagnosis of the MS was established according to the proposed by the International Diabetes Federation (IDF). Also, anthropometric, biochemical, hemodynamic, and lifestyle data were evaluated. For the MS tracking, the k-nearest neighbors (KNN) classifier algorithm, that is a supervised machine learning (MA) method, was used. To implement the classifier algorithm, the following entries were used: gender, smoking status, neck circumference (NC) and waist-hip ratio (WHR). The construction of the classifier algorithm and software implementation took place through the MATLAB® program. For the data file and statistical analysis, the SPSS® software was used, and the following statistical tests were applied: Kolmogorov-Smirnov, Student's t, Mann-Whitney U, in addition to the ROC curve. The results were considered statistically significant for p<0.05. This study was approved by the Ethics and Research Committee of the Federal University of Maranhão, with number 67030517.5.0000.5087. A total of 196 adult individuals with a mean age of 44.73 ± 15.96 years were evaluated, of which 71.9% (n=141) were female and 69.4% (n=136) were overweight, and 12.24% (n=24) had CKD. Of the investigated sample, 45.8% (n=11; p=0.006) of CKD patients had MS, with the majority presenting up to 3 altered metabolic components. Of these components, the group with CKD had higher mean/median values in all parameters, with statistical significance in: waist circumference (WC) (94.85±11.7; p=0.02), systolic blood pressure (SBP) [134(123.25- 165.5) mmHg; p<0.001], diastolic blood pressure (DBP) [86.5(76.25-91) mmHg; p=0.019] and fasting glucose (FG) [81(75-88) mg/dL; p=0.001]. The KNN algorithm proved to be a good predictor for MS tracking, as it had 79% accuracy and sensitivity, 80% specificity, having its performance evaluated by the ROC curve (AUC=0.79). Thus, the KNN algorithm can be used as a screening method with high sensitivity and low cost to assess the presence of MS in people with CKD.
Palavras-chave: Doença renal crônica
Síndrome metabólica
Aprendizado de máquina
Chronic kidney disease
Metabolic syndrome
Machine learning
Área(s) do CNPq: Ciências da Saúde
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE PATOLOGIA/CCBS
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SAÚDE DO ADULTO E DA CRIANÇA/CCBS
Citação: BITTENCOURT, Jalila Andréa Sampaio. Predição de síndrome metabólica em indivíduos com doença renal crônica utilizando técnicas de aprendizado de máquina. 2021. 101 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Saúde do Adulto e da Criança/CCBS) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3509
Data de defesa: 17-Ago-2021
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SAÚDE DO ADULTO

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