Geri Dön

ECG arrhythmia classification using class-modular MLP

Sınıf modüler ÇGY kullanılarak EKG aritmi sınıflandırması

  1. Tez No: 270489
  2. Yazar: HAYDAR VURAL
  3. Danışmanlar: PROF. FİKRET GÜRGEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

EKG (elektrokardiyogram) insan vücuduna iliştirilen elektik algılayıcılarla kaydedilen elektriksel aktivitenin sinyal grafiğidir. Kardiyologlar tarafından teşhiste kullanılan en önemli biyosinyallerden birisidir. Bu çalışmada temel amacımız, teşhiste yardımcı olabilecek aritmik sinyal anormalilerini otomatik olarak tespit etmektir. EKG'deki bu anormalilerin insanlar tarafından tespiti hem zor hem de hataya açıktır. Bu nedenler, araştırmacıları kalple ilgili aritmi düzensizliklerini otomatik olarak tespit etmeye yönelik araştırma yapmaya yönlendirmiştir. Özdevimli öğrenme teknikleri kullanan bilgisayar yazılımları, karmaşık EKG sinyallerini kolayca analiz edebilir, bunları dönüşütrebilir, aritmi varlığı hakkında tahminlerde bulunabilir ve insanlara kararlarında destek olabilecek bilgiler sağlayabilirler. Bu çalışmada, sinir ağlarına dayanan öğrenme tekniklerinden birisi olan, Çok Katmanlı Geriye Yayılma Algoritması (ÇGY) ve Sınıf-Modülü kavramı iki EKG veri kümesine uygulanmıştır. Sınıf-Modülü kavramı, sınıfa dayalı özellik seçimiyle kullanılarak aynı zamanda boyut azaltma da sağlayan dayanıklı modüller elde edilmesi hedeflenmiş ve bunun için RELIEF tekniği kullanılmıştır. Veri kümelerinden birisi UCI veri havuzundan alınmış daha önce benzer çalışmalarda kullanılmıştır. Bulunulan ülkeye ait bir veri kümesi ise Türk hastalardan toplanan gerçek EKG kayıtlarından yaratılmıştır. Bu kayıtlar dijital ortama aktarılmış ve bir tıp doktoru tarafından incelenmiştir. Özellik seçme (Karar Ağaçları, DVM-Döngüsel Özellik Azaltılması) ve özellik genişletme (Asıl Bileşen Analizi) boyut azaltma teknikleri kullanılarak öğrenme tekniklerinin performansı arttırılmaktadır. Karşılaştırma amaçlı olarak Karar Ağaçları ve Destek Vektör Makineleri aritmi veri kümelerinde test edilmiştir. Weka ve Matlab çalışmalar sırasında özdevimli öğrenme araçları olarak kullanılmışlardır. Yapılan test sonuçlarına gore, ÇGY her iki EKG veri kümesi üzerinde de Karar Ağaçlarından daha iyi, DVM'yle yaklaşık sonuçlar vermektedir. Sınıf-modüler ÇGY'nin biraz daha az başarılı olsa da ÇGY'ye gore sunduğu ek avantajlar vardır.

Özet (Çeviri)

ECG (Electrocardiography) is a graphical signal of electrical activity recorded from electrodes on the body surface. It is one of the most important biosignal used by cardiologists for diagnostic purposes. In this study, our main objective is automatically recognition of arrhythmic signal abnormalities, which may be a clue for diagnosis. The detection of an abnormality in ECG signals by human is both complex and error-prone. This motivated researchers to study automatic detection of cardiac arrhythmia disorders, using intelligent data analysis techniques. Computer software using machine learning techniques could easily analyze complex ECG signals, transform signals, make some predictions about the presence of arrhythmia, and provide decision-support information to humans. In this study Multilayer Perceptron (MLP), which is a neural network-based machine learning technique and Class-Modularity concept were applied to two ECG datasets for arrhythmia classification. Class-modularity was also used by class-dependent feature selection to obtain robust modules also providing dimensionality reduction. RELIEF was selected as a well-known technique for class-specific feature list creation. One of the datasets is from UCI repository and it was used on similar studies before. A local dataset is created using real-life ECG recordings collected from Turkish patients. These records are digitized and examined by a medical doctor. The performances of learning methods are improved by feature selection (Decision Trees, SVM-RFE) and feature extraction (PCA) dimensionality reduction techniques. As a comparison, Decision Tree and SVM algorithms have been tested on the arrhythmia dataset. Weka and Matlab were used as machine learning tools during the study. According to test results, MLP performs better than decision trees and similar to SVM on both ECG datasets. The class-modular MLP has slightly less performance, while providing several advantages over MLP.

Benzer Tezler

  1. Elektrokardiyogram verilerinin iyileştirilmiş yapay arı kolonisi (MABC) algoritması ile analizi

    Analysis of electrocardiogram data by using modified artificial bee colony (MABC) algorithm

    SELİM DİLMAÇ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TAMER ÖLMEZ

  2. Automatic arrhythmia classification from electrocardiogram measurements with deep learning

    Derin öğrenme ile elektrokardiyogram ölçümlerinden otomatik aritmi sınıflandırma

    BERKCAN YURTSEVER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EBRU AKÇAPINAR SEZER

  3. EKG aritmilerinin zaman frekans esaslı öznitelikler kullanılarak sınıflandırılması

    Classification of ECG arrhythms using time-frequency based features

    FULYA AKDENİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TEMEL KAYIKÇIOĞLU

  4. Yapay sinir ağları ve genetik algoritmalar kullanılarak EKG vurularının sınıflandırılması

    Classification of ECG beats by using artifical neural networks and genetic algorithms

    ZÜMRAY DOKUR

  5. Kalp krizinin erken teşhisi için EKG'deki ST segmenti değişimlerinin zaman-frekans dönüşümleriyle tespiti

    Detection of ECG ST segment changes using time frequency transforms for the early diagnosis of myocardial infarction

    İLKNUR KAYIKÇIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. GÜZİN ULUTAŞ