Research Article

Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması

Volume: 5 Number: 1 June 29, 2021
EN TR

Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması

Abstract

Beyin tümörleri, beyin hücrelerinin kontrolsüz bölünmeleri sonucu meydana gelen kitlelerdir. Tümörler zamanında ve doğru teşhis edilmezlerse ölümcül sonuçlara neden olabilir. Beyin tümörlerini tespit etmede yaygın olarak kullanılan tekniklerden biri olan MRI’dir. MRI, sağladığı yüksek çözünürlük ile beyindeki anormalliklerin kolay tespitine imkân verir. MR görüntüleri geleneksel olarak radyologlar tarafından incelenip yorumlanır. Ancak teknolojinin gelişmesi ile birlikte üretilen çok miktarda veriyi makul sürelerde yorumlamak daha zor hale gelmektedir. Bu nedenle bilgisayarlı yarı otomatik ya da otomatik yöntemlerin geliştirilmesi önemli bir araştırma konusu haline gelmiştir. Verilerden öğrenerek tahmin yapabilen makine öğrenmesi yöntemleri bu alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak makine öğrenmesi için görüntü özelliklerinin çıkarımı özel bir mühendislik gerektirir. Makine öğrenmesinin bir alt dalı olan derin öğrenme, veri içerisindeki karmaşık hiyerarşiyi otomatik olarak keşfetmeye imkân sağlar ve makine öğrenmesinin sınırlılıklarını ortadan kaldırır. Transfer öğrenme ise eldeki eğitim verisinin az olması halinde ya da iş yükünü azaltmak için daha önceden eğitilmiş bir derin sinir ağının bilgilerinin benzer başka bir modele aktarılmasıdır. Bu çalışmada önceden eğitilmiş Vgg-16, ResNet50 ve Inception v3 modellerinin sınıflamadaki performansları değerlendirilmiştir. Vgg-16 modeli %94.42 doğruluk, %83.86 recall, %100 precision ve %91.22 F1 skoru ile en yüksek başarıyı göstermiştir. Bunu %82.49 doğrulukla ResNet50 modeli izlemektedir. Bu çalışmada elde edilen bulgular literatürdeki benzer çalışmalarla karşılaştırılmış ve çoğu çalışmadan daha yüksek başarı gösterdiği görülmüştür. 

Keywords

References

  1. Abiwinanda, Nyoman, Muhammad Hanif, S. Tafwida Hesaputra, Astri Handayani, and Tati Rajab Mengko. 2019. “Brain Tumor Classification Using Convolutional Neural Network.” Pp. 183–89 in World congress on medical physics and biomedical engineering 2018. Springer.
  2. Afshar, Parnian, Arash Mohammadi, and Konstantinos N. Plataniotis. 2018. “Brain Tumor Type Classification via Capsule Networks.” Pp. 3129–3133 in 2018 25th IEEE International Conference on Image Processing (ICIP). IEEE.
  3. Agn, Mikael, Per Munck af Rosenschöld, Oula Puonti, Michael J. Lundemann, Laura Mancini, Anastasia Papadaki, Steffi Thust, John Ashburner, Ian Law, and Koen Van Leemput. 2019. “A Modality-Adaptive Method for Segmenting Brain Tumors and Organs-at-Risk in Radiation Therapy Planning.” Medical Image Analysis 54:220–237.
  4. Agravat, Rupal R., and Mehul S. Raval. 2018. “Deep Learning for Automated Brain Tumor Segmentation in MRI Images.” Pp. 183–201 in Soft Computing Based Medical Image Analysis, edited by N. Dey, A. S. Ashour, F. Shi, and V. E. Balas. Academic Press.
  5. Akkus, Zeynettin, Alfiia Galimzianova, Assaf Hoogi, Daniel L. Rubin, and Bradley J. Erickson. 2017. “Deep Learning for Brain MRI Segmentation: State of the Art and Future Directions.” Journal of Digital Imaging 30(4):449–59.
  6. Bauer, Stefan, Roland Wiest, Lutz-P. Nolte, and Mauricio Reyes. 2013. “A Survey of MRI-Based Medical Image Analysis for Brain Tumor Studies.” Physics in Medicine & Biology 58(13):R97.
  7. Belaid, Ouiza Nait, and Malik Loudini. 2020. “Classification of Brain Tumor by Combination of Pre-Trained VGG16 CNN.” Journal of Information Technology Management 12(2):13–25.
  8. Cancer.Net, “Brain Tumor - Statistics.” Retrieved October 28, 2020 (https://www.cancer.net/cancer-types/brain-tumor/statistics).

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Computer Software

Journal Section

Research Article

Publication Date

June 29, 2021

Submission Date

February 15, 2021

Acceptance Date

May 5, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 5 Number: 1

APA
Sevli, O. (2021). Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması. Acta Infologica, 5(1), 141-154. https://izlik.org/JA62ST44PS
AMA
1.Sevli O. Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması. ACIN. 2021;5(1):141-154. https://izlik.org/JA62ST44PS
Chicago
Sevli, Onur. 2021. “Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması”. Acta Infologica 5 (1): 141-54. https://izlik.org/JA62ST44PS.
EndNote
Sevli O (June 1, 2021) Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması. Acta Infologica 5 1 141–154.
IEEE
[1]O. Sevli, “Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması”, ACIN, vol. 5, no. 1, pp. 141–154, June 2021, [Online]. Available: https://izlik.org/JA62ST44PS
ISNAD
Sevli, Onur. “Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması”. Acta Infologica 5/1 (June 1, 2021): 141-154. https://izlik.org/JA62ST44PS.
JAMA
1.Sevli O. Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması. ACIN. 2021;5:141–154.
MLA
Sevli, Onur. “Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması”. Acta Infologica, vol. 5, no. 1, June 2021, pp. 141-54, https://izlik.org/JA62ST44PS.
Vancouver
1.Onur Sevli. Beyin MR Görüntülerini Sınıflandırmada Farklı Önceden Eğitilmiş Derin Öğrenme Modellerinin Performans Karşılaştırması. ACIN [Internet]. 2021 Jun. 1;5(1):141-54. Available from: https://izlik.org/JA62ST44PS