Research Article

Gerçek zamanlı gömülü sistemler için rastgele orman tabanlı şok tavsiye algoritması

Number: Advanced Online Publication Early Pub Date: October 31, 2025
TR EN

Gerçek zamanlı gömülü sistemler için rastgele orman tabanlı şok tavsiye algoritması

Abstract

Ani kalp durması (SCA), kalbin kan dolaşımını sağlayamayacak kadar etkisiz hale gelmesi durumudur. SCA'ya sebeb olan en yaygın ritim bozukluklarından ikisi ventriküler fibrilasyon ve ventriküler taşikardidir. Bu ritim bozukluklarının düzeltilmesi için kalbe elektrik şoku verilmesi hayati önem taşır. Otomatik Harici Defibrilatör (AED) cihazları, hastanın kalp ritmini analiz eder ve gerektiğinde otomatik olarak elektrik şoku uygular. AED cihazı, ritim bozukluklarının tespiti için elektrokardiyogram sinyallerini toplar, şok tavsiyesi algoritmaları (SAA) ile hastaya şok verilip verilmeyeceğine karar verir. Ancak AED’de yürütülecek bir SAA geliştirme süreci, gömülü sistemlerin sınırlı veri işleme kapasitesi gibi bazı zorluklar barındırmaktadır. Algoritma gömülü sistemde çalışacağı için kısıtlı veri işleme kabiliyeti olan bir ortamda kalp ritimlerini başarıyla ayırt edebilecek nitelikte olmalıdır. Mevcut çalışmalar incelendiğinde, eşik tabanlı ya da makine öğrenmesi (ML) temelli SAA’ların bulunduğu ve birçok ML tabanlı SAA’nın yüksek sınıflandırma başarısı sunduğu görülmektedir. Ancak, bu algoritmaların yalnızca küçük bir kısmı gerçek zamanlı gömülü sistemlerde test edilmiş ve AED cihazlarına uygunluğu değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, halka açık bir veri seti kullanılarak, geleneksel bir ML yöntemi olan rastgele orman ile SAA geliştirilmiştir. Önerilen algoritma, şok uygulanabilir ritimlerde %92.9 duyarlılık ve şok uygulanmaması gereken ritimlerde %99.2 özgüllük değerleri sağlamıştır. Yüksek seviye programlama dili ile geliştirilen SAA, C diline entegre edilerek mikrodenetleyici tabanlı bir geliştirme kitinde test edilmiştir. 500 kB bellek ihtiyacı ve 75 mikro saniyelik tespit süresi ile algoritmanın AED cihazlarında kullanım için uygun olduğu ve başarıyla entegre edilebileceği kanıtlanmıştır.

Keywords

References

  1. [1] American Heart Association. “Heart Attack and Sudden Cardiac Arrest Differences”. https://www.heart.org/en/health-topics/heart-attack/about-heart-attacks/heart-attack-or-sudden-cardiac-arrest-how-are-they-different (10.11.2024).
  2. [2] American Heart Association. “Arrhythmias”. https://watchlearnlive.heart.org/index.php?moduleSelect=arrhyt (10.11.2024).
  3. [3] Congress.gov. "H. Rept. 118-520 - Cardıomyopathy Health Educatıon, Awareness, And Research, And Aed Traınıng In The Schools Act Of 2024". https://www.congress.gov/congressional-report/118th-congress/house-report/520/1 (10.11.2024).
  4. [4] Acharya R, Fujita H, Oh S, Raghavendra U, Tan J, Adam M, Gertych A, Hagiwara Y. “Automated identification of shockable and non-shockable life-threatening ventricular arrhythmias using convolutional neural network”. Future Generation Computer Systems, 79, 952–959, 2018.
  5. [5] Nguyen M, Nguyen T, Le H. “A review of progress and an advanced method for shock advice algorithms in automated external defibrillators”. BioMedical Engineering Online, 21, 2022.
  6. [6] Gurkan H, Hanilci A. “ECG based biometric identification method using QRS images and convolutional neural network”. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 26, 2, 318–327, 2020.
  7. [7] Figuera C, Irusta U, Morgado E, Aramendi E, Ayala U, Wik L, Kramer-Johansen J, Eftestøl T, Alonso-Atienza F. “Machine learning techniques for the detection of shockable rhythms in automated external defibrillators”. PLoS One, 11, 7, 2016.
  8. [8] Nasimi F, Yazdchi M. “LDIAED: A lightweight deep learning algorithm implementable on automated external defibrillators”. PLoS One, 17, 2, 2022.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Algorithms and Calculation Theory

Journal Section

Research Article

Authors

Oğuzhan Çakmakoğlu This is me
Türkiye

Early Pub Date

October 31, 2025

Publication Date

-

Submission Date

November 21, 2024

Acceptance Date

October 13, 2025

Published in Issue

Year 2026 Number: Advanced Online Publication

APA
Çakmakoğlu, O., & Sözer, A. T. (2025). Gerçek zamanlı gömülü sistemler için rastgele orman tabanlı şok tavsiye algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Advanced Online Publication. https://doi.org/10.65206/pajes.58338
AMA
1.Çakmakoğlu O, Sözer AT. Gerçek zamanlı gömülü sistemler için rastgele orman tabanlı şok tavsiye algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025;(Advanced Online Publication). doi:10.65206/pajes.58338
Chicago
Çakmakoğlu, Oğuzhan, and Abdullah Talha Sözer. 2025. “Gerçek Zamanlı Gömülü Sistemler Için Rastgele Orman Tabanlı şok Tavsiye Algoritması”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, no. Advanced Online Publication. https://doi.org/10.65206/pajes.58338.
EndNote
Çakmakoğlu O, Sözer AT (October 1, 2025) Gerçek zamanlı gömülü sistemler için rastgele orman tabanlı şok tavsiye algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Advanced Online Publication
IEEE
[1]O. Çakmakoğlu and A. T. Sözer, “Gerçek zamanlı gömülü sistemler için rastgele orman tabanlı şok tavsiye algoritması”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, no. Advanced Online Publication, Oct. 2025, doi: 10.65206/pajes.58338.
ISNAD
Çakmakoğlu, Oğuzhan - Sözer, Abdullah Talha. “Gerçek Zamanlı Gömülü Sistemler Için Rastgele Orman Tabanlı şok Tavsiye Algoritması”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. Advanced Online Publication (October 1, 2025). https://doi.org/10.65206/pajes.58338.
JAMA
1.Çakmakoğlu O, Sözer AT. Gerçek zamanlı gömülü sistemler için rastgele orman tabanlı şok tavsiye algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025. doi:10.65206/pajes.58338.
MLA
Çakmakoğlu, Oğuzhan, and Abdullah Talha Sözer. “Gerçek Zamanlı Gömülü Sistemler Için Rastgele Orman Tabanlı şok Tavsiye Algoritması”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, no. Advanced Online Publication, Oct. 2025, doi:10.65206/pajes.58338.
Vancouver
1.Oğuzhan Çakmakoğlu, Abdullah Talha Sözer. Gerçek zamanlı gömülü sistemler için rastgele orman tabanlı şok tavsiye algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025 Oct. 1;(Advanced Online Publication). doi:10.65206/pajes.58338