Araştırma Makalesi

Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti

Cilt: 8 Sayı: 3 30 Eylül 2021
PDF İndir
EN TR

Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  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.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Eylül 2021

Gönderilme Tarihi

21 Nisan 2021

Kabul Tarihi

8 Temmuz 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 8 Sayı: 3

Kaynak Göster

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. ECJSE. 2021;8(3):1323-1337. doi:10.31202/ecjse.924446
Chicago
Orman, Abdullah, Utku Köse, ve 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 (01 Eylül 2021) Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti. El-Cezeri 8 3 1323–1337.
IEEE
[1]A. Orman, U. Köse, ve T. Yiğit, “Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti”, ECJSE, c. 8, sy 3, ss. 1323–1337, Eyl. 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 (01 Eylül 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. ECJSE. 2021;8:1323–1337.
MLA
Orman, Abdullah, vd. “Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti”. El-Cezeri, c. 8, sy 3, Eylül 2021, ss. 1323-37, doi:10.31202/ecjse.924446.
Vancouver
1.Abdullah Orman, Utku Köse, Tuncay Yiğit. Açıklanabilir Evrişimsel Sinir Ağları ile Beyin Tümörü Tespiti. ECJSE. 01 Eylül 2021;8(3):1323-37. doi:10.31202/ecjse.924446

Cited By