Research Article

Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması

Volume: 9 Number: 5 October 31, 2021
TR EN

Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması

Abstract

Kanserli dokuların heterojen doğası gereği birçok kanserin alt türü vardır, ve bu alt türler tespit edilmedikçe kanser tedavisi hedefi bulamaz. Mikrodizi gen teknolojisi ve veri teknolojisinin gelişmesiyle beraber, son yıllarda kanserli dokulara ait mikro dizi gen ifadesi verilerini kullanarak makine öğrenmesi yardımıyla kanserlerin alt türünü tespit etmek yaygınlaşmıştır. Fakat burada asıl problem, veri setinde her bir gene bir özniteliğin karşılık gelmesi, bu yüzden yüksek boyut probleminin ortaya çıkmasıdır. Bu çalışmada üç farklı metrik öğrenmesi metodu (LMNN, ITML ve NCA) ayrı ayrı kullanılarak çeşitli kanser türlerine ait mikro dizi gen veri setleri boyutu azaltılmış uzaylara transfer edilmiştir. Bu sayede, PCA gibi klasik boyut azaltma yöntemlerinden farklı olarak boyutu azaltılmış uzayda, aynı sınıfa (kanser alt türüne) ait örnekleri birbirine yaklaştırılırken, farklı sınıflara ait örnekleri birbirinden uzaklaştırılmıştır. t-SNE metodu yardımıyla azaltılmış boyutlu uzaylar görüntülenerek sınıfların birbirinden ayrıştığı teyit edilmiştir. İlaveten, bu yeni uzaylarda sınıflama algoritmalarının daha performanslı çalıştığını göstermek amacıyla, k-NN, en yakın merkez ve LVQ gibi örnek temelli (instance-based) sınıflama algoritmaları çalıştırılmış ve bu algoritmaların kanser türlerini tespit etmede orjinal uzaydaki performanslarına göre yaklaşık %30'a kadar performanslarının arttığı gözlemlenmiştir.

Keywords

References

  1. [1] H. Salem, H. G. Attiya and N. El-Fishawy, “Classification of human cancer diseases by gene expression profiles,” Applied Soft Computing, vol. 50, pp. 124–134, 2017.
  2. [2] A. K. Dwivedi, “Artificial neural network model for effective cancer classification using microarray gene expression data,” Neural Computing And Applications, vol. 29, no. 12, pp. 1545–1554, 2018.
  3. [3] M. Dashtban and M. Balafar, “Gene selection for microarray cancer classification using a new evolutionary method employing artificial intelligence concepts,” Genomics, vol. 109, no. 2, pp. 91–107, 2017.
  4. [4] N. Almugren and H. Alshamlan, “A survey on hybrid feature selection methods in microarray gene expression data for cancer classification,” IEEE Access, vol. 7, pp. 78533–78548, 2019.
  5. [5] Z. M. Hira and D.F. Gillies, “A review of feature selection and feature extraction methods applied on microarray data,” Advances In Bioinformatics, vol. 1, no. 198363, 2015.
  6. [6] B. Kulis, “Metric learning: A survey,” Foundations and trends in machine learning, vol. 5, no. 4, pp. 287–364, 2012.
  7. [7] S. B. Cho and H. H. Won, “Machine learning in DNA microarray analysis for cancer classification,” in Proceedings of the First Asia-Pacific Bioinformatics Conference on Bioinformatics, Adelaide, Australia, 2003, vol. 19, pp. 189–198.
  8. [8] S. Kılıçarslan, K. Adem ve O. Cömert, “Parçacık sürü optimizasyonu kullanılarak boyutu azaltılmış mikrodizi verileri üzerinde makine öğrenmesi yöntemleri ile prostat kanseri teşhisi,” Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, c. 7, s. 1, ss. 769–777, 2019.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

October 31, 2021

Submission Date

February 24, 2021

Acceptance Date

May 28, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 9 Number: 5

APA
İsmailoğlu, F. (2021). Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması. Duzce University Journal of Science and Technology, 9(5), 1739-1753. https://doi.org/10.29130/dubited.886353
AMA
1.İsmailoğlu F. Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması. DUBİTED. 2021;9(5):1739-1753. doi:10.29130/dubited.886353
Chicago
İsmailoğlu, Fırat. 2021. “Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması”. Duzce University Journal of Science and Technology 9 (5): 1739-53. https://doi.org/10.29130/dubited.886353.
EndNote
İsmailoğlu F (October 1, 2021) Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması. Duzce University Journal of Science and Technology 9 5 1739–1753.
IEEE
[1]F. İsmailoğlu, “Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması”, DUBİTED, vol. 9, no. 5, pp. 1739–1753, Oct. 2021, doi: 10.29130/dubited.886353.
ISNAD
İsmailoğlu, Fırat. “Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması”. Duzce University Journal of Science and Technology 9/5 (October 1, 2021): 1739-1753. https://doi.org/10.29130/dubited.886353.
JAMA
1.İsmailoğlu F. Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması. DUBİTED. 2021;9:1739–1753.
MLA
İsmailoğlu, Fırat. “Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması”. Duzce University Journal of Science and Technology, vol. 9, no. 5, Oct. 2021, pp. 1739-53, doi:10.29130/dubited.886353.
Vancouver
1.Fırat İsmailoğlu. Metrik Öğrenmesi Kullanarak Çeşitli Kanser Dokularına Ait Mikro Dizi Gen Verilerinin Sınıflandırılması. DUBİTED. 2021 Oct. 1;9(5):1739-53. doi:10.29130/dubited.886353