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Tipo do documento: Dissertação
Título: Predição de risco de atraso no desenvolvimento neuropsicomotor nos primeiros mil dias de vida utilizando aprendizado de máquina: coorte brisa
Título(s) alternativo(s): Prediction of risk for neuropsychomotor development delay in the first thousand days of life using machine learning: BRISA cohort
Autor: SILVA, Katia Susana Azevedo 
Primeiro orientador: SOUZA, Bruno Feres de
Primeiro coorientador: ALMEIDA, Cecília Cláudia Costa Ribeiro de
Primeiro membro da banca: SOUZA, Bruno Feres de
Segundo membro da banca: RIBEIRO, Cecília Cláudia Costa
Terceiro membro da banca: DINIZ, João Otávio Bandeira
Quarto membro da banca: VIOLA, Poliana Cristina de Almeida Fonseca
Resumo: Introdução: Os primeiros mil dias de vida representam uma janela de plasticidade cerebral critica, na qual o desenvolvimento neuropsicomotor (DNPM) é sensível a influências biológicas e psicossociais. A predição precoce de riscos nesse período é fundamental para intervenções oportunas, embora constitua um desafio complexo em populações de base comunitária. Objetivo: Desenvolver e avaliar modelos de Aprendizado de Máquina (AM) para predizer o risco de atraso no DNPM em crianças nos primeiros mil dias de vida. Métodos: Estudo prospectivo com dados de 972 binôminos mãe-criança da coorte BRISA (São Luís – MA). O desfecho foi o risco de atraso avaliado nos domínios cognitivo, comunicação e motor avaliados pela escala Bayley III. Foram testados os algoritmos Regressão Logística Penalizada (PLR), Random Forest (RF), Support Vector Machines (SVM) com kernel radial e Redes Neurais Artificiais (RNA), e o classificador nulo. O pré-processamento incluiu a imputação de dados faltantes, codificação de variáveis categóricas por one-shot enconding e padronização de variáveis numéricas. Para a avaliação dos modelos de AM gerados, foi utilizada validação cruzada K-fold (k = 5), com 10 repetições. Como métricas de desempenho utilizaram-se a área sob curva AUC-ROC (AUC), a sensibilidade, a especificidade, a acurácia, a precisão e o F1 score. A interpretabilidade dos modelos foi analisada pela técnica SHapley Additive Explanations (SHAP). Resultados: A maior prevalência de risco de atraso ocorreu na comunicação expressiva (44,1%). Os modelos apresentaram desempenho moderado com AUC variando entre 0,533 e 0,603, sendo a PLR o algoritmo mais estável, atingindo AUC de 0,603 no domínio motor fino. A análise SHAP identificou como principais preditores: história familiar de epilepsia, sexo da criança, sintomas depressivos maternos, violência psicológica e suporte social, escolaridade materna e renda familiar. Conclusão: Modelos de AM demonstraram capacidade moderada de discriminação em amostras populacionais heterogêneas, evidenciando que o aumento da complexidade algorítmica não superou a regressão logística. Os achados reforçam a natureza multifatorial do desenvolvimento, destacando o impacto de determinantes psicossociais e biológicos, contribuindo para o desenvolvimento de ferramentas de triagem aplicáveis à Atenção Primária à Saúde.
Abstract: Introduction: The first thousand days of life represent a critical window of brain plasticity, in which neuropsychomotor development (NPMD) is sensitive to biological and psychosocial influences. Early prediction of risks during this period is fundamental for timely interventions, although it constitutes a complex challenge in community-based populations. Objective: To develop and evaluate Machine Learning (ML) models to predict the risk of NPMD delay in children during the first thousand days of life. Methods: Prospective study with data from 972 mother-child pairs from the BRISA cohort (São Luís – MA). The outcome was the risk of delay assessed in the cognitive, communication and motor domains evaluated by the Bayley III scale. The algorithms Penalized Logistic Regression (PLR), Random Forest (RF), Support Vector Machines (SVM) with radial kernel and Artificial Neural Networks (ANN), and the null classifier were tested. Preprocessing included imputation of missing data, encoding of categorical variables by one-shot encoding and standardization of numerical variables. For the evaluation of the generated ML models, K-fold cross-validation (k = 5) with 10 repetitions was used. As performances metrics, the area under the AUC-ROC curve (AUC), sensitivity, specificity, accuracy, precision and F1-score were used. The interpretability of the models was analyzed using the SHapley Additive Explanations (SHAP) technique. Results: The highest prevalence of risk of delay occurred in expressive communication (44.1%). The models showed moderate performance with AUC ranging between 0.533 and 0.603, with PLR being the most stable algorithm, reaching an AUC of 0.603 in the fine motor domain. SHAP analysis identified as main predictors: family history of epilepsy, child's sex, maternal depressive symptoms, psychological violence and social support, maternal education and family income. Conclusion: ML models demonstrated moderate discrimination ability in heterogeneous population samples, showing that increased algorithmic complexity did not surpass logistic regression. The findings reinforce the multifactorial nature of development, highlighting the impact of psychosocial and biological determinants, contributing to the development of screening tools applicable to Primary Health Care.
Palavras-chave: desenvolvimento infantil;
aprendizado de máquina;
modelos preditivos;
saúde da criança;
child development;
machine learning;
predictive models;
child health.
Área(s) do CNPq: Saúde Coletiva
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE MEDICINA II/CCBS
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SAÚDE COLETIVA/CCBS
Citação: SILVA, Katia Susana Azevedo. Predição de risco de atraso no desenvolvimento neuropsicomotor nos primeiros mil dias de vida utilizando aprendizado de máquina: coorte brisa. 2026. 164 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Saúde Coletiva/CCBS) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís 2026.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/7081
Data de defesa: 27-Fev-2026
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SAÚDE COLETIVA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SAÚDE COLETIVA

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