Geri Dön

Enhancing machine learning algorithms in healthcare with electronic stethoscope

Tıpta elektronik stetoskop kullanarak makine öğrenmesi algoritmaları geliştirilmesi

  1. Tez No: 521274
  2. Yazar: MURAT AYKANAT
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZKAN KILIÇ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 218

Özet

Bu çalışmada, 1.630 denekten elektronik stetoskop ile kaydedilen 17.930 ses ve metin verisinden oluşan bir veri kümesinde, konvolüsyonel sinir ağları (CNN), destek vektör makineleri (SVM), k en yakın komşuluk (k-NN) ve Gaussian Bayes (GB) algoritmaları kullanılarak, solunum seslerinin ve akciğer hastalıklarının sınıflandırılması amaçlanmıştır. Solunum seslerini sınıflandırmak için; Mel frekanslı kepstral katsayısı (MFCC) özellikleri ile SVM, k-NN, GB ve ayrıca 28x28 ve 600x600 spektrogram görüntüleri ile CNN kullandık. Solunum seslerini sınıflandırmak için 4 veri kümesi hazırladık: (1) sağlıklı ve patolojik ses; (2) ral, ronküs ve normal ses; (3) tekil solunum sesi tipi; ve (4) tüm ses türlerini içeren sınıflandırma. Kesinlik sonuçları yüzde olarak sırasıyla; (1) CNN 86 ve 95, SVM 86, k-NN 85, GB 58, (2) CNN 80 ve 93, SVM 80, k-NN 79, GB 42, (3) CNN 76 ve 85, SVM 75, k-NN 76, GB 22, (4) CNN 62 ve 77, SVM 62, k-NN 61, GB 15 olarak bulundu. Hastaları hastalıklarına göre sınıflandırmak için 6 veri kümesinde SVM, k-NN ve GB algoritmaları çalıştırıldı; (1) metin verisine göre hasta veya sağlıklı, (2) ses verisindeki MFCC özelliklerine göre hasta veya sağlıklı, (3) ses verisindeki MFCC özellikleri ve metin verileri ile hasta veya sağlıklı, (4) metin verilerine göre 12 hastalık, (5) ses verisindeki MFCC özelliklerine göre 12 hastalık, (6) ses verisindeki MFCC özellikleri ve metin verileri ile 12 hastalık. Kesinlik sonuçları yüzde olarak sırasıyla SVM için 75, 88, 64, 73, 63, 70; k-NN için 95, 92, 92, 67, 64, 66; GB için 98, 91, 97, 58, 48, 58 olarak bulundu. Geleneksel ve elektronik stetoskobu karşılaştırmak için 3 uzman doktor, 100 sesi değerlendirdi. Kappa istatistik yöntemi ile 2. ile 3. doktor arasında iyi düzeyde, 1. ile 3. ve 1. ile 2. doktor arasında ise ortalama düzeyde tutarlılık gözlemlendi.

Özet (Çeviri)

In this study, our aim is to classify respiratory sounds and diseases via audio and text data recorded by an electronic stethoscope using convolutional neural networks (CNNs), support vector machines (SVMs), k-nearest neigbor (k-NN) and Gaussian Bayes (GB) algorithms on a dataset that contains 17,930 lung sounds that were recorded from 1630 subjects. For classifying respiratory sounds, we employed; SVM, k-NN and GB with mel frequency cepstral coefficient (MFCC) features and CNN with 28x28 and 600x600 spectrogram images. We prepared 4 datasets to classify respiratory audio into: (1) healthy versus pathological; (2) rale, rhonchus, and normal sound; (3) singular respiratory sound type; and (4) audio type with all sound types classification. Accuracy results in percent were; (1) CNN 86 and 95, SVM 86, k-NN 85, GB 58, (2) CNN 80 and 93, SVM 80, k-NN 79, GB 42, (3) CNN 76 and 85, SVM 75, k-NN 76, GB 22 and (4) CNN 62 and 77, SVM 62, k-NN 61, GB 15 respectively. For classifying respiratory diseases, SVM, k-NN and GB algorithms were run on 6 datasets to classify patients into; (1) ill or healthy with text data, (2) ill or healthy with audio MFCC features, (3) ill or healthy with the text data and audio MFCC features, (4) 12 diseases with text data, (5) for 12 disease with audio MFCC features, (6) for 12 disease with the text data and audio MFCC features. Accuracy results in percent for SVM were 75, 88, 64, 73, 63, 70; for k-NN 95, 92, 92, 67, 64, 66; for GB 98, 91, 97, 58, 48, 58 respectively. To compare the electronic and traditional stethoscope, 3 chest physicians assessed 100 audio clips. We observed; good level consistency between physicians 2 and 3, average level consistency between physicians 1, 3 and 1, 2 via kappa statistic method.

Benzer Tezler

  1. Pulmonary sounds analysis for comparison of smokers with healthy non-smokers and copd patients

    Sigara içenlerin sağlıklı sigara içmeyenler ve koah hastaları ile karşılaştırılması için akciğer sesleri analizi

    AMROU WALI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Bilgi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İPEK ŞEN

  2. An artificial intelligence approach for breast cancer treatment

    Meme kanseri tedavisinde yapay zeka yaklaşımı

    TUĞÇE BELDEK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HATİCE CAMGÖZ AKDAĞ

  3. Enhancing COVID-19 patient prediction with over-sampling and genetic feature selection

    Başlık çevirisi yok

    YASIR ALI MOHAMMED ALI AL-TAHHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ ATA

  4. A healthcare artificial internet of medical things- based system for mental stress recognition

    Sağlık bakımı temelli zihinsel stres tanıma için tıbbi nesnelerin yapay internet tabanlı sistemi

    FATIMA ZOHRA BOULANOUAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Aydın Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. RAFET AKDENİZ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MHD WASIM RAED

  5. Developing learning algorithms for enhancing industrial machine vision systems and improving task accuracy of robotic manipulators

    Endüstriyel yapay görme sistemlerini iyileştirmek ve robotik manipülatörlerin görev doğruluğunu artırmak için öğrenme algoritmalarının geliştirilmesi

    DIYAR KHALIS BILAL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL