1940 NM FİBER LAZER KAYNAĞININ KARACİĞER DOKUSUNDAKİ ISIL HASARININ YAPAY SİNİR AĞLARI İLE TAHMİNİ
Öz
Bu çalışmada Yapay Sinir Ağları (YSA) yöntemi kullanılarak 1940 nm dalgaboyuna sahip lazer kaynağının karaciğer dokusu üzerinde oluşturduğu ısıl hasarların güç ve uygulama süreleri ile arasındaki ilişkisi incelenmiştir. Farklı güç değerlerine sahip lazer kaynağı koagülasyon ve karbonizasyon gözlenene kadar dokuya farklı sürelerde uygulanmıştır. Buna bağlı olarak radyal ve düşey yönde oluşan ısıl hasarlar deneysel olarak ölçülmüş ve kayıt altına alınmıştır. Bu kayıtların %70’i Matlab ortamında geliştirilen YSA modellerini eğitmek için kullanılmıştır. Lazer gücü ve uygulama süreleri model için giriş verileri, koagülasyon/karbonizasyon oluşma durumu ve oluşan ısıl hasarlar ise (çap, derinlik) modelin çıkış değerleri olarak kabul edilmiştir. Giriş verileri kullanılarak beş farklı öğrenme (LM, GDA, GDX, CGP ve BFG) algoritmasının en küçük kareler değeri (MSE) hesaplanmıştır ve karşılaştırılmıştır. Gizli katmanında 14 tane nörona sahip GDX, 2-14-3 yapısı, en iyi MSE (7.58E-2) sonucunu vermiştir ve eğitimde kullanılmayan veriler ile bu algoritmanın tahmin etme performansını test etmek için kullanılmıştır. Geliştirilen modelin ne kadar iyi çalıştığını anlamak için YSA tarafından tahmin edilen sonuçlar, deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Minimum %2.7 ve % 3.6 hata oranı ile dokuda oluşan ısıl çap ve derinliklerinin tahmin edilebileceği gösterilmiştir. Bu sonuçlara göre, medikal uygulamalarda YSA yönteminin lazere yardımcı bir araç olarak kullanılması, çevre dokuların korunarak istenilen hedef bölgenin daha kontrollü ve daha yüksek doğrulukla tedavisini mümkün kılabilir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Amato, F., López, A., Peña-Méndez, E. M., Vaňhara, P., Hampl, A., Havel, J. (2013) Artificial neural networks in medical diagnosis. Journal of Applied Biomedicine, 11(2):, 47–58. https://doi.org/10.2478/v10136-012-0031-x
- Carleo, G. and Troyer, M. (2016) Solving the Quantum Many-Body Problem with Artificial Neural Networks. arXiv e-prints, 127383. https://doi.org/10.1126/science.aag2302
- Cömert, Z. and Kocamaz, A. (2017) A Study of Artificial Neural Network Training Algorithms for Classification of Cardiotocography Signals. Bitlis Eren University Journal of Science and Technology, 7(2):93–103. https://doi.org/10.17678/beuscitech.338085
- Cubero, S., Aleixos, N., Moltó, E., Gómez-Sanchis, J., Blasco, J. (2011) Advances in Machine Vision Applications for Automatic Inspection and Quality Evaluation of Fruits and Vegetables. Food and Bioprocess Technology, 4(4):, 487–504. https://doi.org/10.1007/s11947-010-0411-8
- Dick, E. A., Taylor-Robinson, S. D., Thomas, H. C., Gedroyc, W. M. W. (2002) Ablative therapy for liver tumours. Gut, 50(5):, 733–739. https://doi.org/10.1136/gut.50.5.733
- Er, O., Yumusak, N., Temurtas, F. (2010). Chest diseases diagnosis using artificial neural networks. Expert Systems with Applications, 37(12):, 7648–7655. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2010.04.078
- Fast, M. and Palmé, T. (2010) Application of artificial neural networks to the condition monitoring and diagnosis of a combined heat and power plant. Energy, 35(2):, 1114–1120. https://doi.org/10.1016/j.energy.2009.06.005
- Faust, O., Acharya U., R., Ng, E. Y. K., Ng, K.-H., Suri, J. S. (2012) Algorithms for the Automated Detection of Diabetic Retinopathy Using Digital Fundus Images: A Review. Journal of Medical Systems, 36(1):, 145–157. https://doi.org/10.1007/s10916-010-9454-7
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Fikret Yıldız
*
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
30 Ağustos 2019
Gönderilme Tarihi
29 Mart 2018
Kabul Tarihi
5 Ağustos 2019
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2019 Cilt: 24 Sayı: 2