Biyokimyasal işaretlerin eğrilme yöntemleri kullanılarak hizalanması
Biochemical signal alignment using warping methods
- Tez No: 442528
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FETHULLAH KARABİBER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Signal Alignment Algorithms, Dynamic Time Warping, Correlation Optimized Warping, and Parametric Time Warping
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Günümüzde elektronik ve bilgisayar teknolojilerinin hızlı gelişimi ile birlikte birçok farklı alanda elde edilen veriler bu teknolojiler sayesinde hızlı ve etkin bir şekilde işlenmekte ve yapılan analizler neticesinde bu verilerden faydalı bilgilerin edinilmesi kaçınılmaz olmuştur. Birçok sayısal işlemin hesaplanma süresi ve doğruluğu dikkate alındığında insanların çok uzun sürelerde yapabileceği hesaplamalar artık yerini sayısal bilgisayarlara bırakmıştır. Sayısal bilgisayarlar sayesinde birçok bilim dalında yapılan araştırmalarda kullanılan verilere sayısal işaret işleme ve veri madenciliği yöntemleri uygulanarak bu verilerden anlamlı bilgiler edinme süreçleri de yeni bilim dallarının ortaya çıkmasını sağlamaktadır. Hayatımızın her safhasında sıklıkla kullanılan, birçok araştırmaya konu olan biyolojik ve kimyasal verilerden bilgi çıkarımı yapabilmek için biyoenformatik alanı son zamanlarda sürekli gelişim göstermekte ve popüler bir bilim dalı olarak yerini almaktadır. Biyoenformatik alanının çalışma alanı, genetik ve deneysel bilgilerin istatistik, veri madenciliği gibi hesaplama yöntemleri kullanılarak analiz edilmesi olarak belirtilebilir. Bu alanda genetik bilgi analizleri çerçevesinde DNA, RNA gibi kalıtsal bilgi taşıyan yapıların, proteinlerin ve genlerin analizleri gerçekleştirilirken, deneysel bilgi analizi çerçevesinde biyoloji, kimya ve tıp gibi alanlarda yapılan deneyler sonucu elde edilen verilerin veya sinyallerin işlenmesi ve bilgi çıkarımı yapılması gerçekleştirilmektedir. Bu sinyallerin analiz edilmesinde karşılaşılan problemlerin çözülmesinde sayısal işaret işleme yöntemleri kullanılmaktadır. Deneysel olarak elde edilen tek boyutlu sinyallerin analiz edilmesi sürecinde elde edilen verilerin zaman ölçek ve ekseninin bozulması durumunda bu verilerden bilgi çıkarımı yapılabilmesi için sinyallerin hizalanması gerekmektedir. Bu maksatla çeşitli sebeplerle hatalı olarak elde edilen verilerin hizalanması için birçok teknik geliştirilmiştir. Dünyada sıklıkla kullanılan SHAPE tekniği ile kimyasal deneyler sonucunda elde edilen verilerin analizi sonucunda RNA nın ikincil yapısı öğrenilmekte ve bu şekilde virüslere etki edebilecek kimyasallar bulunarak ilaç üretimi yapmak mümkün olmaktadır. Bu kimyasal teknik sayesinde farklı yoğunluktaki kimyasal maddelerin RNA üzerindeki etkisi incelenmekte ve bunun sonucuna göre özellikle virüslerin RNA sına etki edebilecek kimyasalların ve koşulların keşfine olanak sağlamaktadır. Bu nedenle, elde edilen yüzlerce veri setinin hızlı, etkili ve doğru bir şekilde analiz edilmesi önem kazanmaktadır. Sıcaklık ve voltaj değişikliği, ölçüm cihazlarının ölçme kabiliyetinin mükemmel olmaması, ölçüm yapılacak veri türünün hassasiyeti ve akış oranındaki değişiklikler gibi farklı sebeplerden dolayı elde edilen işaretlerde zaman ötelemesi olabilmektedir. Zaman ölçek ve eksenlerinin farklı olmasından dolayı bu zaman serisi örneklerinin karşılaştırılması ve hizalanması karışık olabilmektedir. Bu çalışmada biyoenformatik alanında önemli problemlerden biri olan Kapiler elektroforez veya Kromatografi gibi deneysel tekniklerden elde edilen elektroferogram, kromatogram veya diğer biyolojik veri tiplerinden elde edilen işaretlerin hizalanması konusunda farklı metotlar kullanılarak çözümler bulunmuş ve elde edilen bu çözümlerin başarısı istatistiksel metotlarla değerlendirilmiştir. Bu çalışmada literatürde sıklıkla kullanılan dinamik zaman eğrilmesi, korelasyon eniyilemeli eğrilme ve parametrik zaman eğrilmesi yöntemleri üzerinde durulmuştur. Özellikle en çok kullanılan DTW yönteminde bazı modifikasyonlar yaparak hizalama başarımı artırılmıştır. Gerçekleştirilen bir yazılımla elde edilen sinyallerin çeşitli yöntemlerle hizalanması, bu hizalama sonuçlarının yeni veriler olarak kullanıcıya görsel ve sayısal olarak sunulması ve hizalama esnasında kullanılan yöntemlerin performanslarının karşılaştırılması sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Nowadays the data obtained from many different research fields can be processed and analyzed using rapidly developed electronics and computer technology to extract some useful information. Like other numerical calculations this process is very hard to overcome for a human. Hence these calculations are accomplished by computers on behalf of human. Thanks to digital computers, digital signal processing and data mining techniques are applied to many disciplines and then meaningful information is extracted. As a result, new disciplines are emerged. One of these disciplines is bioinformatics which it covers knowledge discovery from biological and chemical data. It deals with very common and important data. Additionally it is very popular and continuously developing discipline. Bioinformatics can be define d as analysis of genetic and experimental data using statistics, data mining and other techniques. In this field, genetic informations contains analysis of DNA, RNA and protein sequences. On the other hand, experimental information analysis covers processing of biology, chemistry and medicine data and extracting information from data. To deal with problems of analyzing these signals, digital signal processing techniques are commonly used. At the step of obtaining one dimensional signal and its analysis, time and scale axes can be shifted. This problem can be solved by aligning signals. At this point, various techniques are proposed to solve this problem. One of the most common used technique called SHAPE biochemical experiment resulted data and that recover secondary structure of RNA. As a result of this operation, the chemical compounds which affect the viruses can be produced. Thanks to this technique, the effect of different density chemical matters on RNA can be examined and according to this procedure appropriate chemicals and conditions can be discovered. At this point, alignment of hundreds of data sets in fast and accurate is very important. The change of voltage and temperature, some weakness of measurement devices, sensitivity of data type and difference of current rate and other reasons may cause time shift on obtained signals. Due to different time scale axes the comparison of these time series can be very complex. In this study, the alignment of electropherograms, chromatograms or other biological data type which they obtained from experimental techniques like capillary electrophoresis or chromatography is achieved. Furthermore, different methods are performed and obtained solutions is evaluated according to statistical methods. In this study is focused on commonly used warping methods such as Dynamic Time Warping (DTW), Correlation Optimized Warping (COW) and Parametric Time Warping (PTW). Especially, some DTW manipulations are implemented to increase the performance of alignment.Alignment of obtained signals using various techniques provided by an implemented software. Also alignment results are presented to user visually. Additionally, the performance of the different techniques are compared.
Benzer Tezler
- Antalya il merkezinde G6PD yetmezliği prevalansı ve Antalya kökenli yetmezlikli bireylerde biyokimyasal görünüm
Başlık çevirisi yok
MURAT DOLUNAY
- Antalya'da izole edilen pseudomonas aeruginosa suşlarının biyokimyasal özelliklerinin araştırılması ve serotiplendirimi
Başlık çevirisi yok
AYDIN ÖZPOLAT
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1984
MikrobiyolojiAkdeniz ÜniversitesiMikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖNÜL MUTLU
- Arcti̇i̇n maddesi̇ni̇n deneysel peri̇odonti̇ti̇s modeli̇ üzeri̇ndeki̇ anti̇enflamatuvar etki̇nli̇ği̇ni̇n i̇ncelenmesi̇
Evaluation of anti inflammatory effect of arctiin on experimental periodontitis model
AHMET AYDOĞDU
Doktora
Türkçe
2014
Diş HekimliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiPeriodontoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ESER SAKALLIOĞLU
- Futbolcularda l-arjinin suplemantasyonunun anaerobik performans ve toparlanma üzerine etkisi
The effect of l-arginine supplementation on the footballer's anaerobic performance and recovery
AHMET MOR
Doktora
Türkçe
2014
SporOndokuz Mayıs ÜniversitesiBeden Eğitimi ve Spor Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TÜLİN ATAN
- İskemi/reperfüzyon hasarının önlenmesinde tadalafilin etkisi (deneysel çalışma)
İskemi̇/reperfüzyon hasarinin önlenmesi̇nde tadalafi̇li̇n etki̇si̇ (deneysel çalişma)
OĞUZ KAYIRAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2008
Plastik ve Rekonstrüktif CerrahiSağlık BakanlığıPlastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AFŞİN UYSAL