AI-driven clinical decision support system: leveraging large language models and privacy-preserving technologies for enhanced triage and disease detection
Yapay zeka destekli klinik karar destek sistemi: büyük dil modelleri ve gizlilik odaklı teknolojilerden yararlanarak gelişmiş triyaj ve hastalık tespiti
- Tez No: 961782
- Danışmanlar: PROF. DR. FERDA NUR ALPASLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, Büyük Dil Modeli (LLM) akıl yürütmesini Federe Öğrenme (FL) ve olay odaklı akış analitiğiyle birleştiren, modüler ve gizliliği koruyan bir klinik karar destek mimarisi sunmaktadır. Yapılandırılmış yaşamsal bulgular, laboratuvar verileri ve yapılandırılmamış triyaj notları neredeyse gerçek zamanlı olarak işlenirken; fark gizliliği, güvenli birleştirme ve şifreli model sunumu, GDPR uyumluluğu ile FAIR veri yönetimini temin eder. İki aşamalı değerlendirme, hem bilgi düzeyinde hem de klinik ortamda sistemin etkinliğini göstermektedir. (i) 750 soruluk USMLE kıyaslamasında, ince ayar yapılmış Llama 3.1-70B modeli %74 genel doğruluk ve Step 2'de %83 doğruluk elde ederek, ayarsız temel modeli 22 yüzde puanı ve tıp öğrencileri ortalamasını 15 puanın üzerinde geride bırakmıştır. (ii) Gerçek dünya acil servisinde yer alan 132 enfeksiyon hastalığı olgusundan oluşan bir kohortta, boru hattı tanı, gerekçelendirme ve sonraki adım önerileri için %75,8 ilk geçiş uyumu sağlamıştır. Paralel çıkarım testleri, 4 bit kuantizasyonun tek sorguda en yüksek verimi sunduğunu, 8-bit modellerin ise dört iş parçacıklı yük altında daha istikrarlı performans sergilediğini göstermektedir. Sonuçlar, önerilen CDSS'nin son teknoloji akıl yürütme derinliğini denetim uyumlu ve düşük gecikmeli dağıtımla birleştirdiğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a modular, privacy-preserving clinical decision-support architecture that fuses Large Language Model (LLM) reasoning with Federated Learning (FL) and event-driven streaming analytics. Structured vitals, laboratory data, and unstructured triage notes are processed in near real-time, while differential privacy, secure aggregation, and encrypted model serving ensure GDPR compliance and FAIR data stewardship. A two-stage evaluation shows both knowledge-level and bedside effectiveness. (i) On a 750-question USMLE benchmark, a fine-tuned Llama 3.1-70B model reaches 74% overall accuracy and 83% on Step 2, outperforming the untuned baseline by 22 percentage points and the medical-student mean by more than 15 points. (ii) In a real-world emergency-department cohort of 132 infectious-disease encounters, the pipeline achieves 75.8% first-pass agreement with specialist review for diagnosis, justification, and next-step recommendations. Parallel inference tests show that 4-bit quantisation delivers the highest single-query throughput, whereas 8-bit models sustain steadier performance under four-thread loads. These results demonstrate that the proposed CDSS combines state-of-the-art reasoning depth with audit-compliant, low-latency deployment.
Benzer Tezler
- Ovulasyon indüksiyonu tedavisinde folliküler gelişimin ultrasonografik takibi
Başlık çevirisi yok
MERİH BAYRAM
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜLAZIM YILDIRIM
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Landsat uydusu aracılığı ile elde edilen görüntülerin sınıflandırılmaları ve bunlara ilişkin bilgisayar programlarının hazırlanması
Başlık çevirisi yok
G. FERZAN KÜÇÜKA
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİS PÜSKÜLCÜ
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- İsmayıl Hakkı Baltacıoğlu'nun kültür ve eğitim kavramı üzerine bir inceleme
An Examination of the concepts of culture and education of Ismayıl Hakkı Baltacıoğlu
ABDULLAH DİKİCİ
Doktora
Türkçe
1986
Eğitim ve ÖğretimUludağ ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT ANAR