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dc.creatorOliveira, Bianca Bertoldo de-
dc.date.accessioned2026-01-27T16:17:26Z-
dc.date.available2026-01-27T16:17:26Z-
dc.date.issued2025-12-12-
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Bianca Bertoldo de. Detecção de Maturidade Óssea utilizando algoritmo YOLO e Redes Neurais Convolucionais. 2025. 86 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.661.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48088-
dc.description.abstractBone age assessment is an essential diagnostic tool in pediatric and endocrinological practice, used to monitor skeletal maturation and assist in the diagnosis of growth disorders. Traditional assessment methods, such as the Greulich and Pyle (GP) atlas or the Tanner-Whitehouse (TW) scoring system, rely on the visual analysis of hand and wrist radiographs. However, these manual approaches are known to be time-consuming, subjective, and prone to considerable inter- and intra-observer variability, which may compromise the consistency of clinical follow-up. Machine learning emerges as a solution to reduce these limitations, offering the potential to be objective, fast, and reproducible. This work proposes a hybrid and fully automated methodology for bone age evaluation. The developed pipeline consists of three main stages: first, the images undergo a pre-processing phase, in which histogram equalization is applied to normalize brightness and contrast. Next, an object detection model (YOLO) is used to automatically locate and segment three bone regions of interest (joint, metacarpal, and carpal). Finally, a custom regression architecture is employed, in which three independent Convolutional Neural Networks (CNNs) process the images. The outputs of these networks are then fused through an adjusted weighted average and combined with the patient’s sex information, serving as input to a Multilayer Perceptron (MLP) that performs the final prediction. The final evaluation of the model, conducted on an isolated test set, resulted in a Mean Absolute Error (MAE) of 6.13 months and a Mean Absolute Percentage Error (MAPE) of 6.45%. These results validate the effectiveness of the proposed hybrid architecture, demonstrating that the integration of specialized regional features with demographic data yields a model with high generalization capability and competitive accuracy compared to the state of the art, making it clinically relevant for diagnostic support.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectaprendizado de máquinapt_BR
dc.subjectmachine learningpt_BR
dc.subjectdetecção de objetospt_BR
dc.subjectobject detectionpt_BR
dc.subjectidade ósseapt_BR
dc.subjectbone agept_BR
dc.subjectpythonpt_BR
dc.subjectprocessamento digital de imagenspt_BR
dc.subjectdigital image processingpt_BR
dc.subjectredes neurais convolucionaispt_BR
dc.subjectconvolutional neural networkspt_BR
dc.subjectYOLOpt_BR
dc.titleDetecção de Maturidade Óssea utilizando algoritmo YOLO e Redes Neurais Convolucionaispt_BR
dc.title.alternativeBone Maturity Detection using YOLO algorithm and Convolutional Neural Networkspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor-co1Carneiro, Milena Bueno Pereira-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4071349511490099pt_BR
dc.contributor.advisor1Veiga, Antônio Cláudio Paschoarelli-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2835416571685218pt_BR
dc.contributor.referee1Silva, Ederson Rosa da-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0745957106999584pt_BR
dc.contributor.referee2Bernadelli, Cláriton Rodrigues-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4847191826209171pt_BR
dc.contributor.referee3Cardoso, Cristiane de Fátima dos Santos-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3467486574090289pt_BR
dc.contributor.referee4Silva, Rafael Augusto da-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/733227934182413pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/9169458705620989pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoA avaliação da idade óssea é uma ferramenta diagnóstica essencial na prática pediátrica e endocrinológica, utilizada para monitorar a maturação esquelética e auxiliar no diagnóstico de distúrbios de crescimento. Os métodos tradicionais de avaliação, como os atlas de Greulich and Pyle (GP) ou o sistema de pontuação de Tanner-Whitehouse (TW), dependem da análise visual de radiografias da mão e punho. Contudo, esses métodos manuais são reconhecidamente demorados, subjetivos e suscetíveis a uma variabilidade inter e intraobservador considerável, o que pode impactar a consistência do acompanhamento clínico. O aprendizado de máquina surge como uma solução para reduzir essas limitações, oferecendo o potencial de serem objetivos, rápidos e reprodutíveis. Este trabalho propõe uma metodologia híbrida e automatizada para a avaliação. O fluxo desenvolvido consiste em três etapas principais: primeiramente, as imagens passam por uma fase de pré-processamento, onde a equalização de histograma é aplicada para normalizar o brilho e o contraste. Em seguida, um modelo de detecção de objetos (YOLO) é utilizado para localizar e segmentar automaticamente três regiões de interesse ósseas (articulação, metacarpo e carpo). Por fim, uma arquitetura de regressão customizada é empregada, onde três Redes Neurais Convolucionais (CNNs) independentes processam as imagens. As saídas dessas redes são então fundidas, através de uma média ponderada ajustada, e combinadas com a informação demográfica do sexo do paciente, servindo como entrada para um Perceptron de Múltiplas Camadas (MLP) que realiza a predição final. A avaliação final do modelo, conduzida em um conjunto de teste isolado, resultou em um Erro Médio Absoluto (MAE) de 6,13 meses e um Erro Percentual Absoluto Médio (MAPE) de 6,45%. Estes resultados validam a eficácia da arquitetura híbrida proposta, demonstrando que a fusão de características regionais especializadas e dados demográficos produz um modelo com alta capacidade de generalização e precisão competitiva em relação ao estado da arte, sendo clinicamente relevante para o apoio diagnóstico.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.sizeorduration86pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::BIOENGENHARIA::PROCESSAMENTO DE SINAIS BIOLOGICOSpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAOpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.661pt_BR
dc.subject.autorizadoEngenharia elétricapt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.pt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.pt_BR
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