Research Article

Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması

Volume: 18 Number: 2 June 22, 2023
EN TR

Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması

Abstract

Son yıllarda bilgisayar donanımları ile paralel olarak gelişim gösteren yapay zeka çalışmaları klinikte uzmanların erken teşhis ile olası metastazın önüne geçerek hasta sağ kalımını artırmaktadır. Literatürde klinikte kanser teşhisini gerçekleştiren çokça çalışma mevcuttur. Bu çalışmalarda, kanser sınıflandırmasının yapılması için makine öğrenmesi ve derin öğrenme uygulamaları sıklıkla uygulanmaktadır. Benzer şekilde çalışmada termal meme görüntüleri üzerinden derin öğrenme yöntemleri ile meme kanseri teşhisi ele alınmıştır. Çalışmada kullanılan görüntüler açık erişim olarak sunulan DMR-IR veri setinden alınmıştır. Veri setinden alınan görüntüler üzerinde bazı önişlemler yapılmış, ardından meme bölgelerinin bölütlenmesi için manuel ve otomatik olmak üzere iki farklı bölütleme metodu uygulanmıştır. Manuel bölütleme işleminde, VIA ile lokalizasyon bilgisi kaydedilen meme bölgelerinin maskesi oluşturup orijinal görüntüden çıkarılarak bölütleme gerçekleştirilmiştir. Otomatik bölütleme işleminde ise Mask R-CNN ve U-NET ile bölütleme yapılmıştır. Bu iki metot için bölütleme performans analizi yapılmış ve 0.9896 doğruluk, 0.9413 Dice ve 0.8900 Jaccard değerini gerçekleştiren Mask R-CNN ile sınıflandırma işlemleri çalışılmıştır. Manuel ve Mask-RCNN metodu ile bölütlenen görüntülerden oluşan termogramlar ile ön eğitimli yedi farklı (InceptionV3, MobileNet, MobileNetV2, ResNet50, VGG16, VGG19 ve Xception) mimari kullanılarak meme kanseri sınıflandırması gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak test verilerinde %100 sınıflandırma başarısını doğruluk, kesinlik, duyarlılık ve F1 Skoru ile MobileNet ve InceptionV3 mimarileri sağlamıştır.

Keywords

References

  1. N. Harbeck and M. Gnant, "Early breast cancer: treatment concepts and biology," J. Breast Cancer, vol. 18, no. 4, pp. 303-312, 2016.
  2. H. Sung et al., "Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries," CA: a cancer journal for clinicians, vol. 71, no. 3, pp. 209-249, 2021.
  3. M. d. F. O. Baffa and L. G. Lattari, "Convolutional neural networks for static and dynamic breast infrared imaging classification," in 2018 31st SIBGRAPI Conference on Graphics, Patterns and Images (SIBGRAPI), 2018: IEEE, pp. 174-181.
  4. C. N. Karim, O. Mohamed, and T. Ryad, "A new approach for breast abnormality detection based on thermography," Medical Technologies Journal, vol. 2, no. 3, pp. 245-254, 2018.
  5. J. Zuluaga-Gomez, Z. Al Masry, K. Benaggoune, S. Meraghni, and N. Zerhouni, "A CNN-based methodology for breast cancer diagnosis using thermal images," Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging & Visualization, vol. 9, no. 2, pp. 131-145, 2021.
  6. B. Alafi, "Artificial Intelligence and Deep Learning," THE JOURNAL OF COGNITIVE SYSTEMS, vol. 4, no. 2, pp. 57-61, 2019. [Online]. Available: https://leonardoaraujosantos.gitbooks.io/artificial-inteligence/content/neural_networks.html.
  7. M. Goyal, T. Knackstedt, S. Yan, and S. Hassanpour, "Artificial intelligence-based image classification methods for diagnosis of skin cancer: Challenges and opportunities," Comput Biol Med, vol. 127, p. 104065, Dec 2020, doi: 10.1016/j.compbiomed.2020.104065.
  8. H. Benbrahim, H. Hachimi, and A. Amine, "Deep convolutional neural network with tensorflow and keras to classify skin cancer images," Scalable Computing, vol. 21, no. 3, pp. 379-389, 2020, doi: 10.12694:/scpe.v21i3.1725.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Chemical Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

June 22, 2023

Submission Date

July 6, 2022

Acceptance Date

May 10, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 18 Number: 2

APA
Çivilibal, S., Çevik, K. K., & Bozkurt, A. (2023). Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science, 18(2), 140-156. https://doi.org/10.29233/sdufeffd.1141226
AMA
1.Çivilibal S, Çevik KK, Bozkurt A. Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science. 2023;18(2):140-156. doi:10.29233/sdufeffd.1141226
Chicago
Çivilibal, Soner, Kerim Kürşat Çevik, and Ahmet Bozkurt. 2023. “Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması”. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science 18 (2): 140-56. https://doi.org/10.29233/sdufeffd.1141226.
EndNote
Çivilibal S, Çevik KK, Bozkurt A (June 1, 2023) Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science 18 2 140–156.
IEEE
[1]S. Çivilibal, K. K. Çevik, and A. Bozkurt, “Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması”, Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science, vol. 18, no. 2, pp. 140–156, June 2023, doi: 10.29233/sdufeffd.1141226.
ISNAD
Çivilibal, Soner - Çevik, Kerim Kürşat - Bozkurt, Ahmet. “Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması”. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science 18/2 (June 1, 2023): 140-156. https://doi.org/10.29233/sdufeffd.1141226.
JAMA
1.Çivilibal S, Çevik KK, Bozkurt A. Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science. 2023;18:140–156.
MLA
Çivilibal, Soner, et al. “Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması”. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science, vol. 18, no. 2, June 2023, pp. 140-56, doi:10.29233/sdufeffd.1141226.
Vancouver
1.Soner Çivilibal, Kerim Kürşat Çevik, Ahmet Bozkurt. Derin Öğrenme Yardımıyla Aktif Termogramlar Üzerinden Meme Lezyonlarının Sınıflandırması. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science. 2023 Jun. 1;18(2):140-56. doi:10.29233/sdufeffd.1141226

Cited By