Araştırma Makalesi

Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması

Cilt: 36 Sayı: 2 5 Mart 2021
PDF İndir
TR

Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması

Öz

Tıbbi görüntü sınıflandırma, veriyi istenilen sayıda sınıfa ayrıştırma işlemidir. Son yıllarda, Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) beyin tümörlerinin tespit edilmesinde ve tanısında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, üç farklı beyin tümörünün(gliyom, menenjiyom ve hipofiz bezesi) T1 ağırlıklı MR görüntüleri üzerinde evrişimsel sinir ağı (ESA) kullanılarak sınıflandırılması ve aksiyel, koronel ve sagital MR kesitlerinin sınıflandırmadaki etkinliğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Ağırlıklar, başlangıçta ImageNet veri kümesi için eğitilmiş DenseNet121 ağından ESA’ya transfer edilmiştir. Ayrıca, afin dönüşümü ve piksel-seviye dönüşümü MR görüntülerinde veri çoğaltmada kullanılmıştır. Eğitilen ESA’nın tam bağlantılı ilk katmanından elde edilen öznitelikler, destek vektör makinesi(DVM), k en yakın komşu (kNN) ve Bayes yöntemleriyle de sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırıcıların başarısı test veriseti üzerinde duyarlılık, belirlilik, doğruluk, eğri altında kalan alan ve korelasyon katsayısı ile ölçülmüştür. ESA, ve ESA tabanlı DVM, kNN ve Bayes sınıflandırıcılarının elde ettiği doğruluk değerleri sırasıyla 0.9860, 0.9979, 0.9907 ve 0.8933’ dür. Beyin tümör sınıflandırma için önerilen ESA tabanlı DVM modeli literatürdeki benzer çalışmalardan daha yüksek performans değerleri elde etmiştir. Ayrıca beyin tümör tipini görüntülerden belirlemede beyin koronel kesitleri diğer kesitlere göre daha etkindir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Tiwari, A., Srivastava, S., Pant, M., Brain tumor segmentation and classification from magnetic resonance images: Review of selected methods from 2014 to 2019. Pattern Recognition Letters, 131, 244-260, 2020.
  2. Gordillo, N., Montseny, E., Sobrevillac, P., State of the art survey on MRI brain tumor segmentation. Magnetic Resonance Imaging, 31(8), 1426-1438, 2013.
  3. Smistad, E., Falch, T.L, Bozorgi, M., Elster, A.C., Lindseth, F., Medical image segmentation on GPUs – A comprehensive review, Medical Image Analysis. 20(1), 1-18, 2015.
  4. Hinton, G.E., S. Osindero, Y.-W. Teh, 2006. A fast learning algorithm for deep belief nets. Neural Computation, 18 (7), 1527-1554, 2006.
  5. Bengio, Y., LeCun, Y., Scaling learning algorithms towards AI. MIT Press, 2007.
  6. Krizhevsky, A., Sutskever, I., G. Hinton G., ImageNet classification with deep convolutional neural networks. NIPS'12 Proceedings of the 25th International Conference on Neural Information Processing Systems, 1, 1097-1105, 2012.
  7. Mazurowski, M.A., Buda, M., Saha, A., Bashir, M.R., Deep learning in radiology: an overview of the concepts and a survey of the state of the art. arXiv:1802.08717, 2018.
  8. Vieira, S., Pinaya, W.H.L., Mechelli, A., Using deep learning to investigate the neuroimaging correlates of psychiatric and neurological disorders: Methods and applications. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 74, 58-75, 2017.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

5 Mart 2021

Gönderilme Tarihi

4 Temmuz 2020

Kabul Tarihi

7 Aralık 2020

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 36 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Gurkahraman, K., & Karakış, R. (2021). Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(2), 997-1012. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.762056
AMA
1.Gurkahraman K, Karakış R. Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması. GUMMFD. 2021;36(2):997-1012. doi:10.17341/gazimmfd.762056
Chicago
Gurkahraman, Kali, ve Rukiye Karakış. 2021. “Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 (2): 997-1012. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.762056.
EndNote
Gurkahraman K, Karakış R (01 Mart 2021) Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 2 997–1012.
IEEE
[1]K. Gurkahraman ve R. Karakış, “Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması”, GUMMFD, c. 36, sy 2, ss. 997–1012, Mar. 2021, doi: 10.17341/gazimmfd.762056.
ISNAD
Gurkahraman, Kali - Karakış, Rukiye. “Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/2 (01 Mart 2021): 997-1012. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.762056.
JAMA
1.Gurkahraman K, Karakış R. Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması. GUMMFD. 2021;36:997–1012.
MLA
Gurkahraman, Kali, ve Rukiye Karakış. “Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 36, sy 2, Mart 2021, ss. 997-1012, doi:10.17341/gazimmfd.762056.
Vancouver
1.Kali Gurkahraman, Rukiye Karakış. Veri çoğaltma kullanılarak derin öğrenme ile beyin tümörlerinin sınıflandırılması. GUMMFD. 01 Mart 2021;36(2):997-1012. doi:10.17341/gazimmfd.762056

Cited By

Comparison of deep learning methods in brain tumor diagnosis: High-performance classification with MRI data

Communications Faculty of Sciences University of Ankara Series A2-A3 Physical Sciences and Engineering

https://doi.org/10.33769/aupse.1619837