Research Article

Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti

Volume: 8 Number: 3 September 30, 2021
EN TR

Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti

Abstract

Derin öğrenme teknikleri özellikle 2000’li yılların başından bu yana yapay zeka alanının en önemli temsilcileri olarak bilinmektedir. Bu teknikler birçok farklı alanda yaygın bir biçimde kullanılıyor olsa da özellikle sağlık alanındaki başarılı performansları dikkatleri daha çok çekmektedir. Ancak bu tekniklerin geleneksel makine öğrenmesi tekniklerine göre çok daha fazla sayıda parametrelerle optimize ediliyor olması, çözüm süreçlerinin karmaşık olmasına ve insan taraflı algı düzeyine kapalı olmalarına sebep olmaktadır. Bu sebeple kara-kutu olarak da adlandırılan derin öğrenme tekniklerden oluşan zeki sistemleri insan gözünde güvenilir yapmak ve söz konusu sistemlerin sınırlılıklarını ya da hata yapma eğilimlerini anlayabilmek adına alternatif çalışmalar gerçekleştirilmeye başlanmıştır. Gelişmeler neticesinde açıklanabilir yapay zeka olarak adlandırılan bir alt-alanın doğmasına yol açan çözümler, derin öğrenme tekniklerinin sunduğu çözümlerin güvenli olup olmadığının anlaşılmasına olanak sağlamaktadır. Bu çalışmada, beyin tümörü tespiti için bir Evrişimsel Sinir Ağları (ESA) modeli kullanılmış ve modelin güvenlik düzeyi, Sınıf Aktivasyon Haritalama (SAH / CAM: Class Activation Mapping) destekli açıklanabilir bir modül üzerinden anlaşılabilmiştir. Geliştirilen ESA-SAH sistemi, hedef veri seti üzerindeki uygulama sürecinde ortalama %96,53 doğruluk, %96,10 duyarlılık ve %95,72 özgüllük sağlamıştır. Yine doktorların sistemdeki SAH görsellerine ve genel sistem performansına yönelik sundukları dönütler de ESA-SAH tabanlı çözümün pozitif yönde kabul edildiğini göstermiştir. Bu bulgular, ESA-SAH sisteminin tümör tespitinde güvenilir ve anlaşılır olduğunu ortaya koymaktadır.

Keywords

References

  1. Kumar, U., Yadav, S., “Application of Machine Learning to Analyse Biomedical Signals for Medical Diagnosis”, Handbook of Research on Disease Prediction Through Data Analytics and Machine Learning, Vol. 1, IGI Global, Hershey: USA, (2021).
  2. Srivastava, R., Nguyen, N. G., Khanna, A., Bhattacharyya, S., “Predictive Intelligence in Biomedical and Health Informatics”, Vol. 2, De Gruyter, Blaufelden: Germany, (2020).
  3. Gupta, B. B., Sheng, Q. Z., “Machine Learning for Computer and Cyber Security: Principle, Algorithms, and Practices”, Vol. 1, CRC Press, Boca Raton: USA, (2019).
  4. Zhang, D., Tsai, J. J., “Advances in Machine Learning Applications in Software Engineering”, IGI Global, Hershey: USA, (2006).
  5. Güraksın, G. E., Ergün, U., Deperlioğlu, Ö., Classification of the heart sounds via artificial neural network, International Journal of Reasoning-based Intelligent Systems (IJRIS), 2020, 2 (3-4): 272-278.
  6. Boz, H., Köse, U., Emotion extraction from facial expressions by using artificial ıntelligence techniques, Broad Research in Artificial Intelligence and Neuroscience (BRAIN), 2018, 9 (1): 5-16.
  7. Köse, U., Arslan, A., Forecasting chaotic time series via anfis supported by vortex optimization algorithm: Applications on electroencephalogram time series, Arabian Journal for Science and Engineering (AJSE), 2017, 42 (8): 3103-3114.
  8. Aksu, N., Uçan, K., Zaman ve konum girdileri kullanılarak yapay sinir ağlarıyla referans evapotranspirasyonun tahmin edilmesi, El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 2016, 3 (2): 204-221.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

September 30, 2021

Submission Date

April 21, 2021

Acceptance Date

July 8, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 8 Number: 3

APA
Orman, A., Köse, U., & Yiğit, T. (2021). Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti. El-Cezeri, 8(3), 1323-1337. https://doi.org/10.31202/ecjse.924446
AMA
1.Orman A, Köse U, Yiğit T. Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti. El-Cezeri Journal of Science and Engineering. 2021;8(3):1323-1337. doi:10.31202/ecjse.924446
Chicago
Orman, Abdullah, Utku Köse, and Tuncay Yiğit. 2021. “Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları Ile Beyin Tümörü Tespiti”. El-Cezeri 8 (3): 1323-37. https://doi.org/10.31202/ecjse.924446.
EndNote
Orman A, Köse U, Yiğit T (September 1, 2021) Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti. El-Cezeri 8 3 1323–1337.
IEEE
[1]A. Orman, U. Köse, and T. Yiğit, “Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti”, El-Cezeri Journal of Science and Engineering, vol. 8, no. 3, pp. 1323–1337, Sept. 2021, doi: 10.31202/ecjse.924446.
ISNAD
Orman, Abdullah - Köse, Utku - Yiğit, Tuncay. “Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları Ile Beyin Tümörü Tespiti”. El-Cezeri 8/3 (September 1, 2021): 1323-1337. https://doi.org/10.31202/ecjse.924446.
JAMA
1.Orman A, Köse U, Yiğit T. Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti. El-Cezeri Journal of Science and Engineering. 2021;8:1323–1337.
MLA
Orman, Abdullah, et al. “Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları Ile Beyin Tümörü Tespiti”. El-Cezeri, vol. 8, no. 3, Sept. 2021, pp. 1323-37, doi:10.31202/ecjse.924446.
Vancouver
1.Abdullah Orman, Utku Köse, Tuncay Yiğit. Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti. El-Cezeri Journal of Science and Engineering. 2021 Sep. 1;8(3):1323-37. doi:10.31202/ecjse.924446

Cited By

Creative Commons License El-Cezeri is licensed to the public under a Creative Commons Attribution 4.0 license.
88x31.png