Research Article

Comparison Of Machine Learning Algorithms In The Detection Of Alzheimer's Disease

Number: 42 October 31, 2022
TR EN

Alzheimer Hastalığının Tespitinde Makine Öğrenmesi Algoritmalarının Karşılaştırılması

Öz

Alzheimer hastalığı, bireylerde bilişsel fonksiyon kaybı ve bilişsel gerilemeye neden olan nörodejeneratif bir rahatsızlıktır. Hastalığın erken evrede tespit edilmesi hastalığın yıkıcı etkilerini yavaşlatmak için önem arz etmektedir. Uzman doktorlara teşhis sürecinde yardımcı olabilecek otonom bir bilgisayarlı bir destek sisteminin kullanılması zamandan tasarruf sağlayarak insan hatasının azaltılmasına yardımcı olur. Bu nedenle, Alzheimer hastalığının erken teşhisi için makine öğrenmesi algoritmalarından yararlanılarak yüksek doğruluklu bir sınıflandırma çalışması hedeflenmiştir. Bu çalışma kapsamında, 24 adet sağlıklı ve 24 adet Alzheimer hastası gönüllüden alınan Elektroensefalogram (EEG) sinyalleri ile oluşturulmuş açık kaynak olarak sunulan bir veri setinden yararlanılmıştır. EEG sinyallerinin her bir kanalından spektral ve istatistiksel öznitelikler olmak üzere 28 öznitelik çıkartılmıştır. Çıkartılan öznitelikler, karar ağacı öznitelik önem algoritmasına uygulanmış ve Alzheimer bireyler ile sağlıklı bireyleri ayırt edebilecek en anlamlı 5 öznitelik belirlenmiştir. Belirlenen öznitelikler ile dört makine öğrenmesi algoritması eğitilmiştir. Eğitim için verilerin %70’i kullanılmış ve algoritmalar 10-kat çapraz doğrulama yöntemi ile eğitilmiştir. Daha önce algoritmaların görmediği, test için ayrılan veriler ile makine öğrenmesi algoritmaları test edildiğinde en yüksek doğruluk % 96.43 ile Gradient Boosting Sınıflandırıcısı (GBC) algoritması ile elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

References

  1. Ahmadlou, M., Adeli, H., & Adeli, A. (2011). Fractality and a wavelet-chaos-methodology for EEG-based diagnosis of Alzheimer disease. Alzheimer Disease & Associated Disorders, 25(1), 85–92.
  2. Al Iqbal, M. D. R., Rahman, S., Nabil, S. I., & Chowdhury, I. U. A. (2012). Knowledge based decision tree construction with feature importance domain knowledge. 2012 7th International Conference on Electrical and Computer Engineering, 659–662.
  3. Babiloni, C., Lizio, R., Marzano, N., Capotosto, P., Soricelli, A., Triggiani, A. I., Cordone, S., Gesualdo, L., & Del Percio, C. (2016). Brain neural synchronization and functional coupling in Alzheimer’s disease as revealed by resting state EEG rhythms. International Journal of Psychophysiology, 103, 88–102.
  4. Bairagi, V. (2018). EEG signal analysis for early diagnosis of Alzheimer disease using spectral and wavelet based features. International Journal of Information Technology, 10(3), 403–412.
  5. Bauer, E., & Kohavi, R. (1999). An empirical comparison of voting classification algorithms: Bagging, boosting, and variants. Machine Learning, 36(1), 105–139.
  6. Benz, N., Hatz, F., Bousleiman, H., Ehrensperger, M. M., Gschwandtner, U., Hardmeier, M., Ruegg, S., Schindler, C., Zimmermann, R., & Monsch, A. U. (2014). Slowing of EEG background activity in Parkinson’s and Alzheimer’s disease with early cognitive dysfunction. Frontiers in Aging Neuroscience, 6, 314.
  7. Breiman, L. (1996). Bagging predictors. Machine Learning, 24(2), 123–140.
  8. Chakrabarti, S., Cox, E., Frank, E., Güting, R. H., Han, J., Jiang, X., Kamber, M., Lightstone, S. S., Nadeau, T. P., & Neapolitan, R. E. (2008). Data mining: know it all. Morgan Kaufmann.

Details

Primary Language

English

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

October 31, 2022

Submission Date

October 18, 2022

Acceptance Date

October 25, 2022

Published in Issue

Year 1970 Number: 42

APA
Şahin Sadık, E. (2022). Comparison Of Machine Learning Algorithms In The Detection Of Alzheimer’s Disease. Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 42, 1-5. https://doi.org/10.31590/ejosat.1190938