Alzheimer's disease is a prevalent neurological disorder affecting millions of people worldwide, often associated with the aging process, leading to the death of nerve cells in the brain and loss of connections. Recently, promising results have been demonstrated in diagnosing Alzheimer's disease using deep learning models, and various approaches for early diagnosis have been proposed. However, the imbalance in health datasets, particularly those containing rare cases, can lead to performance losses and misleading results during model training. This study focuses on these imbalance issues, evaluating the effectiveness of different balancing methods using the Alzheimer's MRI dataset. In this context, the performance of SMOTE, ADASYN, and Weight Balancing methods is compared using a custom model. Experimental results indicate that, compared to the original imbalanced dataset, Weight balancing outperforms in terms of accuracy, precision, recall, and F1 score. While SMOTE and ADASYN show improvement in various metrics, they are considered inferior to the Weight Balancing method. This study contributes to selecting data-balancing methods to enhance the accuracy of deep learning models in Alzheimer's disease classification and emphasizes the importance of addressing class imbalances in health datasets.
Alzheimer hastalığı, dünya genelinde milyonlarca insanı etkileyen yaygın bir nörolojik bozukluktur ve genellikle yaşlanma süreciyle ilişkilidir; beyinde sinir hücrelerinin ölümüne ve bağlantı kaybına neden olur. Son zamanlarda, derin öğrenme modelleri kullanılarak Alzheimer hastalığının teşhisi konusunda umut verici sonuçlar elde edilmiş ve erken teşhis için çeşitli yaklaşımlar önerilmiştir. Ancak, özellikle nadir durumları içeren sağlık veri setlerindeki dengesizlik, model eğitimi sırasında performans kayıplarına ve yanıltıcı sonuçlara yol açabilir. Bu çalışma, bu dengesizlik sorunlarına odaklanarak, Alzheimer MRI veri seti için farklı dengeleme yöntemlerinin etkinliğini değerlendirmektedir. Bu bağlamda, özel bir model kullanılarak SMOTE, ADASYN ve Ağırlık Dengesi yöntemlerinin performansı karşılaştırılmaktadır. Deneysel sonuçlar, orijinal dengesiz veri setine kıyasla Ağırlık Dengesi yönteminin doğruluk, hassasiyet, geri çağrı ve F1 skoru açısından daha üstün olduğunu göstermektedir. SMOTE ve ADASYN, çeşitli metriklerde iyileşme göstermesine rağmen, Ağırlık Dengesi yöntemine kıyasla daha düşük performansa sahip oldukları gözlemlenmiştir. Bu çalışma, Alzheimer hastalığı sınıflandırmasında derin öğrenme modellerinin doğruluğunu artırmak için veri dengeleme yöntemlerinin seçimine katkıda bulunur ve sağlık veri setlerinde sınıf dengesizliğinin ele alınmasının önemini vurgular.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Artificial Intelligence (Other) |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Publication Date | July 11, 2024 |
Submission Date | January 7, 2024 |
Acceptance Date | June 27, 2024 |
Published in Issue | Year 2024 |