Yapay zeka, sağlık alanında kanser gibi birçok hastalığın teşhis edilmesinde, doktorlar tarafından yapılan tetkiklerde, cihazlarla gerçekleştirilen tanı ve tedavilerde sıklıkla kullanılmaktadır. Çünkü doktorlar herhangi bir hastalığın doğru tanı ve doğru teşhisini manuel olarak ortaya koymak gerek zaman gerekse maliyet açısından oldukça zordur. Bu hastalıklardan en önemlisi olan tüberküloz (verem), dünyanın birçok yerinde sonu ölümle sonuçlanan bulaşıcı ve tehlikeli hastalıklardan biridir. Tüberküloz için uzman radyologlar göğüs röntgenlerine bakarak teşhis koyarlar. Fakat radyologlar bu teşhisi koyarken kimi zaman çok sayıda göğüs röntgeni inceledikleri için yanlış tanı ve teşhis koyabilmektedir. Bu durumda manuel bir teşhis yerine daha hızlı ve daha doğru kararlar verebilen bilgisayar destekli analizler gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı yapay zekâ yöntemleri kullanılarak akciğer röntgen verilerinden tüberkülozlu ve sağlıklı görüntülerin otonom olarak tespiti ve sınıflandırılmasını yapacak bir model oluşturmaktır. Bu çalışmada tüberküloz hastalığının bilgisayar destekli analiz ve tespitini gerçekleştirmek amacıyla yapay zekanın bir alt kümesi olan derin öğrenme metotlarından Yapay Sinir Ağları (ANN), Evrişimsel Sinir Ağları (CNN) ve hibrit model (VGG19+CNN) kullanılmıştır. Önerilen modelinin ilk aşamasında akciğer röntgen filmlerinden elde edilen 1000 görüntü ön işlemeden geçirilerek, hastalıklı ve sağlıklı olarak etiketlenmiştir. Görüntülerin doğru, hızlı ve minimum maliyetle teşhisi için farklı ve yeni ağ yapısı oluşturularak verilerdeki önemli öznitelikler belirlenmiştir. Ayrıca önerilen CNN ve hibrit model ile literatürde birçok alanda yaygın bir şekilde kullanılan Yapay Sinir Ağları (Artificial Neural Network –ANN) modeli doğruluk, duyarlılık, kesinlik ve F1-Skor gibi farklı değerlendirme metrikleri kullanılarak detaylı bir şekilde karşılaştırılmıştır. Kullanılan her model için de performans analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada CNN ve ANN modelinin sınıflandırma başarısı sırasıyla %98,91 ve %90,41 olarak bulunmuştur. Önerilen CNN modeli ANN modeline göre tüberküloz hastalığının doğru teşhis ve sınıflandırılmasında daha başarılı sonuçlar vermiştir. Ayrıca tüberküloz görüntü verilerine önerilen VGG19+CNN model uygulanmıştır. Bu model özellik çıkarımı ve sınıflandırma aşamalarından oluşur. Hibrit model eğitim ve test görüntülerinde sırasıyla %100 ve %99.66 başarı vermiştir.
Derin Öğrenme Evrişimsel Sinir Ağı Hibrit Model Tüberküloz VGG19 Yapay Sinir Ağları Yapay Zeka
Artificial intelligence is frequently used in the diagnosis of many diseases such as cancer in the field of health, in the examinations made by doctors, in the diagnosis and treatment performed with devices. Because it is very difficult for doctors to manually reveal the correct diagnosis and correct diagnosis of any disease in terms of both time and cost. Tuberculosis, the most important of these diseases, is one of the contagious and dangerous diseases that result in death in many parts of the world. For tuberculosis, specialist radiologists diagnose it by looking at chest X-rays. However, radiologists can sometimes misdiagnose and diagnose because they examine a large number of chest X-rays while making this diagnosis. In this case, computer-assisted analyzes that can make faster and more accurate decisions are required instead of a manual diagnosis. The aim of this study is to create a model that will autonomously detect and classify tuberculosis and healthy images from lung x-ray data using artificial intelligence methods. In this study, Artificial Neural Network (ANN), Convoluational Neural Network (CNN) and hybrid model (VGG19+CNN), which are deep learning methods, which are a subset of artificial intelligence, were used to perform computer-aided analysis and detection of tuberculosis disease. In the first stage of the proposed model, 1000 images obtained from lung x-ray films were preprocessed and labeled as diseased and healthy. In order to diagnose images accurately, quickly and with minimum cost, a different and new network structure was created and important features in the data were determined. In addition, the proposed CNN and hybrid model and the ANN model, which is widely used in many areas in the literature, were compared in detail using different evaluation metrics such as accuracy, sensitivity, precision and F1-Score. Performance analyzes were also performed for each model used. In this study, the classification success of the CNN and ANN model was found to be 98.91% and 90.41%, respectively. The proposed CNN model gave more successful results in the correct diagnosis and classification of tuberculosis disease compared to the ANN model. In addition, the suggested VGG19+CNN model was applied to the tuberculosis image data. This model consists of feature extraction and classification stages. The hybrid model gave 100% and 99.66% success in training and test images, respectively.
Deep Learning Convolutional Neural Network Hibrit Model Tuberculosis VGG19 Artificial Neural Networks Artificial Intelligence
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Derin Öğrenme |
Bölüm | Araştırma Makaleleri (RESEARCH ARTICLES) |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 16 Eylül 2024 |
Gönderilme Tarihi | 13 Ağustos 2023 |
Kabul Tarihi | 13 Nisan 2024 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 Cilt: 7 Sayı: 4 |
* Uluslararası Hakemli Dergi (International Peer Reviewed Journal)
* Yazar/yazarlardan hiçbir şekilde MAKALE BASIM ÜCRETİ vb. şeyler istenmemektedir (Free submission and publication).
* Yılda Ocak, Mart, Haziran, Eylül ve Aralık'ta olmak üzere 5 sayı yayınlanmaktadır (Published 5 times a year)
* Dergide, Türkçe ve İngilizce makaleler basılmaktadır.
*Dergi açık erişimli bir dergidir.
Bu web sitesi Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.