Research Article

Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı

Volume: 11 Number: 1 June 26, 2026
TR EN

Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı

Abstract

İnsan vücudunda meydana gelen kemik kırıkları genellikle röntgen görüntüleri kullanılarak teşhis edilmektedir. Özellikle acil servislerde karşılaşılan kırık vakaları hızlı teşhis ve zamanında müdahale gerektirdiğinden bu sürecin otomatikleştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Uzmanlar tarafından manuel olarak gerçekleştirilen kırık tespiti zaman alıcı bir süreçtir. Bu nedenle otomatik teşhis sistemleri erken müdahale ve sağlık hizmetlerinin etkinliğini artırma açısından kritik bir potansiyele sahiptir. Bu çalışmada röntgen görüntülerinden kemik kırıklarının sınıflandırılmasına yönelik derin öğrenme tabanlı yöntemler kullanılarak kapsamlı bir değerlendirme gerçekleştirilmiştir. Farklı veri setleri üzerinde yapılan deneysel çalışmalar sonucunda EfficientNet-B7 derin öğrenme mimarisinin kemik kırığı sınıflandırma görevinde diğer modellere göre daha yüksek performans sergilediği gözlemlenmiştir. Model performansını artırmak amacıyla olasılık temelli bir hiperparametre optimizasyon yaklaşımı olan Bayes optimizasyonu uygulanmış ve öğrenme oranı ile momentum değerleri otomatik olarak ayarlanmıştır. Optimizasyon sonrası modelin F1 performans ölçütü 0.89 değerine ulaşmıştır. Ayrıca modelin karar verme sürecini analiz edebilmek ve açıklanabilirliğini artırmak amacıyla gradyan tabanlı sınıf aktivasyon haritalama yöntemi uygulanmıştır. Elde edilen görselleştirmeler modelin kırık bölgelerine doğru biçimde odaklandığını göstermiştir. Sonuçlar derin öğrenme temelli otomatik kırık tespit sistemlerinin güvenilirliğini ve klinik uygulamalardaki potansiyelini ortaya koymaktadır.

Keywords

Supporting Institution

Bu çalışma AKGÜN Bilgisayar A.Ş tarafından desteklenmiştir.

Ethical Statement

Çalışma, etik kurul izni veya herhangi bir özel izin gerektirmemektedir.

Thanks

Bu çalışmanın yürütülmesi için gerekli tüm kaynak ve finansmanı sağladıkları için AKGÜN Bilgisayar A.Ş.’ye teşekkür ederiz.

References

  1. Lindsey, R., Daluiski, A., Chopra, S., Lachapelle, A., Mozer, M., Sicular, S., Hanel, D., Gardner, M., Gupta, A., Hotchkiss, R., & Potter, H. (2018). Deep neural network improves fracture detection by clinicians. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(45), 11591–11596. https://doi.org/10.1073/pnas.1806905115
  2. Gao, Y., Soh, N. Y. T., Liu, N., Lim, G., Ting, D., Cheng, L. T. E., Wong, K. M., Liew, C., Oh, H. C., Tan, J. R., Venkataraman, N., Goh, S. H., & Yan, Y. Y. (2023). Application of a deep learning algorithm in the detection of hip fractures. iScience, 26(8), 107350. https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.107350
  3. Su, Z., Adam, A., Nasrudin, M. F., Ayob, M., & Punganan, G. (2023). Skeletal fracture detection with deep learning: A comprehensive review. Diagnostics, 13(20), 3245. https://doi.org/10.3390/diagnostics13203245
  4. Bingöl, E., Demirel, S., Urfalı, A., & Bozkır, Ö. F. (2024). Analyzing the performance of convolutional neural networks and transformer models in automated bone fracture detection. Mus Alparslan University Journal of Science, 12(2), 64–71. https://doi.org/10.18586/msufbd.1440119
  5. Kadiroğlu, Z., Deniz, E., & Şenyiğit, A. (2024). A comparison of deep learning models for pneumonia detection from chest X-ray images. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 39(2), 729–740.
  6. Bhati, D., Neha, F., & Amiruzzaman, M. (2024). A survey on explainable artificial intelligence (XAI) techniques for visualizing deep learning models in medical imaging. Journal of Imaging, 10(10), 239. https://doi.org/10.3390/jimaging10100239
  7. Houssein, E. H., Gamal, A. M., Younis, E. M., & Mohamed, E. (2025). Explainable artificial intelligence for medical imaging systems using deep learning: A comprehensive review. Cluster Computing, 28(7), 469.
  8. İli, M. D., & Özyurt, F. (2025). Açıklanabilir yapay zeka yöntemleriyle MR görüntülerinden beyin tümörü tespiti. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28(2), 1092–1109.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Software Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Publication Date

June 26, 2026

Submission Date

July 16, 2025

Acceptance Date

December 22, 2025

Published in Issue

Year 2026 Volume: 11 Number: 1

APA
Yağmurcu, M., Çelikten, A., Demirel, S., Budak, A., & Karataş, H. (2026). Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11(1), 14-31. https://doi.org/10.33484/sinopfbd.1743499
AMA
1.Yağmurcu M, Çelikten A, Demirel S, Budak A, Karataş H. Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı. Sinop Uni J Nat Sci. 2026;11(1):14-31. doi:10.33484/sinopfbd.1743499
Chicago
Yağmurcu, Merve, Azer Çelikten, Semih Demirel, Abdulkadir Budak, and Hakan Karataş. 2026. “Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması Ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı”. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 11 (1): 14-31. https://doi.org/10.33484/sinopfbd.1743499.
EndNote
Yağmurcu M, Çelikten A, Demirel S, Budak A, Karataş H (June 1, 2026) Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 11 1 14–31.
IEEE
[1]M. Yağmurcu, A. Çelikten, S. Demirel, A. Budak, and H. Karataş, “Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı”, Sinop Uni J Nat Sci, vol. 11, no. 1, pp. 14–31, June 2026, doi: 10.33484/sinopfbd.1743499.
ISNAD
Yağmurcu, Merve - Çelikten, Azer - Demirel, Semih - Budak, Abdulkadir - Karataş, Hakan. “Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması Ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı”. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 11/1 (June 1, 2026): 14-31. https://doi.org/10.33484/sinopfbd.1743499.
JAMA
1.Yağmurcu M, Çelikten A, Demirel S, Budak A, Karataş H. Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı. Sinop Uni J Nat Sci. 2026;11:14–31.
MLA
Yağmurcu, Merve, et al. “Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması Ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı”. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 11, no. 1, June 2026, pp. 14-31, doi:10.33484/sinopfbd.1743499.
Vancouver
1.Merve Yağmurcu, Azer Çelikten, Semih Demirel, Abdulkadir Budak, Hakan Karataş. Kemik Kırığı Sınıflandırmasında Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması ve Bayes Optimizasyonu Destekli Açıklanabilir Yapay Zekâ Yaklaşımı. Sinop Uni J Nat Sci. 2026 Jun. 1;11(1):14-31. doi:10.33484/sinopfbd.1743499


Articles published in Sinopjns are licensed under CC BY-NC 4.088x31.png