Research Article

Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı ve Uygulaması

Volume: 12 Number: 3 July 31, 2024
EN TR

Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı ve Uygulaması

Abstract

İnme, beyinde kanama ya da tıkanma sonucu oluşan nörolojik bir hastalıktır ve dünya genelinde giderek yaygınlaşmaktadır. Doğrudan ölümlere sebep olabildiği gibi sakatlıklara da yol açabilmektedir. Genel geçer öngörülebilir bir teşhis yöntemi bulunmadığından erken teşhisi oldukça zordur. Bununla birlikte, tekrarlanabilecek inme durumlarını tespit etmek de hayati bir önem taşımaktadır. Yapay zekâ teknikleri kullanılarak erken inme tahmini konusu literatürde birçok kez ele alınarak üzerinde çalışmalar yapılmış; ancak hala geliştirilmeye açık alanlardan birisidir. Bu çalışmada, hasta verilerinin azınlıkta olduğu bir inme veri kümesi üzerinde dengeleme sorununu gidermek amacıyla bir model önerilmektedir. Önerilen bu modelde, veri dengeleme işlemi için parametreleri ateş böceği algoritmasına göre güncellenen bir yapay bağışıklık sistemi algoritması kullanılmıştır. Kullanılan algoritma çıktıları, azınlık sınıfın performansını arttırmak amacıyla Tek Taraflı Seçilim modeline göre düzenlenmiştir. Modelin verimliliği, Kategorik Artırma Algoritması (CatBoost), Hafif Gradyan Artırma Makinesi (LightGBMBoost), Gradyan Artırma (Gradient Boosting - GB), Ekstrem Gradyan Arttırma (Extreme Gradient Boosting - XGBoost), Destek Vektör Makinası (Support Vector Machine - SVM) ve Lojistik Regresyon (Logistic Regression - LR) algoritması olmak üzere altı farklı sınıflandırma algoritmasına göre değerlendirilerek performans metrikleriyle sunulmuştur. Önerilen yaklaşımda doğruluk %86, özgüllük %38, hassasiyet %87 oranlarında elde edilerek literatürdeki çalışmalara kıyasla etkili sonuçlar üretildiği gösterilmiştir.

Keywords

References

  1. [1] M. O. Owolabi et al., “The state of stroke services across the globe: Report of World Stroke Organization–World Health Organization surveys,” International Journal of Stroke, vol. 16, no. 8, pp. 889–901, May 2021, doi: https://doi.org/10.1177/17474930211019568.
  2. [2] Y. Chen, K. T. Abel, J. T. Janecek, Y. Chen, K. Zheng, and S. C. Cramer, “Home-based technologies for stroke rehabilitation: A systematic review,” International Journal of Medical Informatics, vol. 123, pp. 11–22, Mar. 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmedinf.2018.12.001.
  3. [3] M. J. O’Donnell et al., “Global and regional effects of potentially modifiable risk factors associated with acute stroke in 32 countries (INTERSTROKE): a case-control study,” Lancet (London, England), vol. 388, no. 10046, pp. 761–75, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(16)30506-2.
  4. [4] A. K. Arslan, C. Colak, and M. E. Sarihan, “Different medical data mining approaches based prediction of ischemic stroke,” Computer Methods and Programs in Biomedicine, vol. 130, pp. 87–92, Jul. 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2016.03.022.
  5. [5] D. I. Puspitasari, A. F. Riza Kholdani, A. Dharmawati, M. E. Rosadi, and W. Mega Pradnya Dhuhita, “Stroke Disease Analysis and Classification Using Decision Tree and Random Forest Methods,” IEEE Xplore, Nov. 01, 2021. https://ieeexplore.ieee.org/document/9632906 (accessed Dec. 10, 2022).
  6. [6] G. Haixiang, L. Yijing, J. Shang, G. Mingyun, H. Yuanyue, and G. Bing, “Learning from class-imbalanced data: Review of methods and applications,” Expert Systems with Applications, vol. 73, pp. 220–239, May 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2016.12.035.
  7. [7] J. Li et al., “Adaptive Swarm Balancing Algorithms for rare-event prediction in imbalanced healthcare data,” PLOS ONE, vol. 12, no. 7, p. e0180830, Jul. 2017, doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0180830. [8] F. Yagin, I. Cicek, and Z. Kucukakcali, “Classification of stroke with gradient boosting tree using smote-based oversampling method,” Medicine Science | International Medical Journal, vol. 10, no. 4, p. 1510, 2021, doi: https://doi.org/10.5455/medscience.2021.09.322. [9] G. Sailasya and G. L. A. Kumari, “Analyzing the Performance of Stroke Prediction using ML Classification Algorithms,” International Journal of Advanced Computer Science and Applications, vol. 12, no. 6, 2021, doi: https://doi.org/10.14569/ijacsa.2021.0120662.
  8. [10] C. Rana, N. Chitre, B. Poyekar, and P. Bide, “Stroke Prediction Using Smote-Tomek and Neural Network,” 2021 12th International Conference on Computing Communication and Networking Technologies (ICCCNT), Jul. 2021, doi: https://doi.org/10.1109/icccnt51525.2021.9579763. [11] A. Dev and S. K. Malik, “Artificial Bee Colony Optimized Deep Neural Network Model for Handling Imbalanced Stroke Data,” International Journal of E-Health and Medical Communications, vol. 12, no. 5, pp. 67–83, Sep. 2021, doi: https://doi.org/10.4018/ijehmc.20210901.oa5.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

July 31, 2024

Submission Date

March 21, 2023

Acceptance Date

January 23, 2024

Published in Issue

Year 2024 Volume: 12 Number: 3

APA
Çelikbaş, Ş., Orman, Z., Aksoy, T., & Yılmaz Baysoy, D. (2024). Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı ve Uygulaması. Duzce University Journal of Science and Technology, 12(3), 1723-1738. https://doi.org/10.29130/dubited.1268348
AMA
1.Çelikbaş Ş, Orman Z, Aksoy T, Yılmaz Baysoy D. Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı ve Uygulaması. DUBİTED. 2024;12(3):1723-1738. doi:10.29130/dubited.1268348
Chicago
Çelikbaş, Şerife, Zeynep Orman, Türker Aksoy, and Derya Yılmaz Baysoy. 2024. “Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı Ve Uygulaması”. Duzce University Journal of Science and Technology 12 (3): 1723-38. https://doi.org/10.29130/dubited.1268348.
EndNote
Çelikbaş Ş, Orman Z, Aksoy T, Yılmaz Baysoy D (July 1, 2024) Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı ve Uygulaması. Duzce University Journal of Science and Technology 12 3 1723–1738.
IEEE
[1]Ş. Çelikbaş, Z. Orman, T. Aksoy, and D. Yılmaz Baysoy, “Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı ve Uygulaması”, DUBİTED, vol. 12, no. 3, pp. 1723–1738, July 2024, doi: 10.29130/dubited.1268348.
ISNAD
Çelikbaş, Şerife - Orman, Zeynep - Aksoy, Türker - Yılmaz Baysoy, Derya. “Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı Ve Uygulaması”. Duzce University Journal of Science and Technology 12/3 (July 1, 2024): 1723-1738. https://doi.org/10.29130/dubited.1268348.
JAMA
1.Çelikbaş Ş, Orman Z, Aksoy T, Yılmaz Baysoy D. Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı ve Uygulaması. DUBİTED. 2024;12:1723–1738.
MLA
Çelikbaş, Şerife, et al. “Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı Ve Uygulaması”. Duzce University Journal of Science and Technology, vol. 12, no. 3, July 2024, pp. 1723-38, doi:10.29130/dubited.1268348.
Vancouver
1.Şerife Çelikbaş, Zeynep Orman, Türker Aksoy, Derya Yılmaz Baysoy. Dengesiz Veri Kümelerinde İnme Tahmini İçin Özel Seçilimli Hibrit Dengeleme Yöntemi Tasarımı ve Uygulaması. DUBİTED. 2024 Jul. 1;12(3):1723-38. doi:10.29130/dubited.1268348