Ateş Böceği Algoritması Destekli Aşırı Öğrenme Makinesi ile Göğüs Kanseri Veri Kümelerinin Sınıflandırılması

Göğüs kanseri hastalığı, kadınların ölümüne neden olan ikinci kanser türüdür. Kanser hastalığının erken teşhisi ve kanser hücrelerine uygulanan uygun ve doğru tedavi hastalığın ölümcül riskini azaltabilir. Tıp doktorları, kanser hastalığının teşhisinde zaman, zaman hata yapabilmektedirler. Yapay zeka tekniklerinin (YZT) performansı, bilgisayar donanım teknolojilerindeki hızlı gelişmeler sayesinde artmıştır. Buna bağlı olarak, kanser hastalığının tanı doğruluğunun arttırılması ile ilgili olarak YZT’ler kullanılabilir. Standart Eğime Dayalı Geri Yayılım Yapay Sinir Ağları (GY–YZT), göğüs kanseri hastalığının tanısında yaygın olarak kullanılmaktadır. GY–YZT, kanser hastalığının teşhisinde iyi bir performans sergilese de, yerel minimum ve eğitim sürecinde uzun süre takılma gibi bazı sınırlamaları vardır. Bu çalışmada, Göğüs Kanseri Wisconsin veri kümesinde göğüs kanseri hastalığının teşhisi için, sezgisel ateş böceği algoritması tarafından desteklenen aşırı öğrenme makinesi (AB–AÖM) önerilmiştir. Önerilen AB–AÖM’nin hastalık tanı üzerindeki performansı standart AÖM ve GY–ANN yöntemleriyle karşılaştırıldı. Sonuçlar, AB–AÖM’nin sınıflandırma performansıyla ilgili anlamlı bir gelişme sağladığını ve tıbbi problemler için güçlü bir teknik olarak kullanılabileceğini göstermektedir.

Identification of Breast Cancer Using the Extreme Learning Machine Assisted by Firefly Algorithm

The Breast cancer is the second cancer type which causes death of women. The premature detection of cancer and the suitable treatmentapplied to cancer cells can reduce the deadly risk. The medical doctors can make faults in diagnosis of the cancer disease. Theperformance of artificial intelligence methods (AIMs) containing increased thanks to rapid improvements in the technologies of thecomputer hardware. AIMs can be used regarding the enhancement of diagnostic accuracy. Standard Gradient–Based back propagationartificial neural networks (BP–ANN) has been commonly utilized in the diagnosis of the breast cancer disease. Even though BP–ANNare good performance in the diagnosis of cancer disease, it has some limitations such as possible to be trapped in local minima and longtime in the training process. In this study, the extreme learning machine assisted by heuristic firefly algorithm (FF–ELM) is proposedfor diagnoses of breast cancer disease on the Breast Cancer Wisconsin Dataset. The diagnostic performance of proposed FF–ELM wascompared with the standard ELM and BP–ANN methods. The results show that FF–ELM provides a meaningful enhancement regardingthe classification performance and it can be used as a powerful technique for the medical problems.

___

  • [1] Subashini, T. S.; Ramalingam, V.; Palanivel, S., “Breast mass classification based on cytological patterns using RBFNN and SVM”, Expert Syst. Appl., 2009, 36 (3): 5284–5290.
  • [2] The American Cancer Society, What is Breast Cancer.
  • [3] Akay, M. F., “Support vector machines combined with feature selection for breast cancer diagnosis”, Expert Syst. Appl., 2009, 36(2), 3240–3247.
  • [4] West, D.; Mangiameli, P.; Rampal, R.; West, V., “Ensemble strategies for a medical diagnostic decision support system: A breast cancer diagnosis application”, Eur. J. Oper. Res., 2005, 162(2), 532–551.
  • [5] Brause, R. W., “Medical Analysis and Diagnosis by Neural Networks”, In Proceeding ISMDA’01 Proceedings of the Second International Symposium on Medical Data Analysis, Madrid, Spain, 1–13, 2001.
  • [6] P. Kshirsagar; N. Rathod, “Artificial neural network”, International Journal of Computer Applications, 2012, NCRTC(2), 12–16.
  • [7] N. Gupta, “Artificial neural network”, Network and Complex Systems, 2013, 3(1), 24 – 28.
  • [8] Huang, G.-B.; Chen, L., “Convex incremental extreme learning machine.”, Neurocomputing, 2007,70(16), 3056-3062.
  • [9] Huang, G.-B.; Chen, L., “Enhanced random search based incremental extreme learning machine.”, Neurocomputing, 2008, 71(16), 3460-3468.
  • [10]Huang, G.-B.; Chen, L.; Siew, C. K., Universal approximation using incremental constructive feedforward networks with random hidden nodes., IEEE Trans. Neural Networks, 2006, 17(4), 879-892.
  • [11]Liu, X.; Lin, S.; Fang, J.; Xu, Z., “Is extreme learning machine feasible? A theoretical assessment (Part I). IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2015, 26(1), 7-20.
  • [12]Huang, G.-B.; Zhou, H.; Ding X., Zhang R., “Extreme learning machine for regression and multiclass classification”, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B (Cybernetics), 2012, 42(2), 513-529.
  • [13]Suykens, J. A.; Vandewalle, J., “Least squares support vector machine classifiers. Neural processing letters”, 1999, 9(3), 293-300.
  • [14]Cortes, C.; Vapnik, V., “Support vector machine”, Machine learning, 1995, 20(3), 273-297.
  • [15]Abdolmaleki, P.; Buadu, L.D.; Naderimanesh, H., “Feature extraction and classification of breast cancer on dynamic magnetic resonance imaging using artificial neural network”, Elsevier, Cancer Letters, 2001, 171 (2), 183-191.
  • [16]Fogel, D. B.; Wasson, E.C.; Boughton, E.M.; Porto, V.W., “A step toward computer assisted mammography using evolutionary programming and neural Networks”, Cancer Letters, 1997, 119(1), 93-97.
  • [17]Revett, K.; Gorunescu, F.; Gorunescu, M.; El-Darzı E.; Ene, M., “A breast cancer diagnosis system: a combined approach using rough sets and probabilistic neural Networks”, Computer as a tool Eurocon 2005, Belgrade, 2005, 1124- 1127.
  • [18]Gorunescu, M.; Gorunescu, F.; Revett, K., “Investigating a Breast Cancer Dataset Using a Combined Approach: Probabilistic Neural Networks and Rough Sets”, Proc. 3rd ACM International Conference on Intelligent Computing and Information Systems - ICICIS07, Cairo, Egypt, , 246-249, 2007.
  • [19]Hsiao, Y.H.; Huang, Y.L.; Liang, W.M.; Kuo S.J.; Chen D.R., “Characterization of benign and malignant solid breast masses: harmonic versus nonharmonic 3D power Doppler imaging”, Ultrasound Medicine & Biology, 2009, 35 (3), 353-359.
  • [20]Karapınar Şentürk, Z.; Şentürk, A., “Neural Networks with Breast Cancer Forecast”, El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 2016, 3(2), 345-350.
  • [21]Prasetyo Utomo, C.; Kardiana, A.; Yuliwulandari, R., “Breast Cancer Diagnosis using Artificial Neural Networks with Extreme Learning Techniques”, International Journal of Advanced Research in Artificial Intelligence, 2014, 3(7), 10-14.
  • [22]Wolberg, W. H.; Mangasarian, O. L., “Multisurface method of pattern separation for medical diagnosis applied to breast cytology”, in Proceedings of the National Academy of Sciences, U.S.A., 87, 9193–9196, 1990.
  • [23]Yang, X.S., Nature-Inspired Metaheuristic Algorithms, Luniver Press, London, 2008.
  • [24]Yang, X. S., “Firefly algorithms for multimodal optimization”, Stochastic Algorithms: Foundations and Applications, SAGA, Lecture Notes in Computer Sciences 5792, 169–178, 2009.
  • [25]Łukasik, S.; Żak, S., “Firefly algorithm for continuous constrained optimization task”, Computational Collective Intelligence. Semantic Web, Social Networks and Multiagent Systems LNCS 5796, 97–106, 2009.
  • [26]Melamud, E.; Moult, J., “Evaluation of Disorder Predictions” in CASP5. Proteins 53:561–565, 2003.
  • [27]Yang, R. Z.; Thomso, R.; Mcneil, P.; Esnouf, R. M., “RONN: The bio-basis function neural network technique applied to the detection of natively disordered regions in proteins”, Bioinformatics, 2005, 21, 3369–3376.
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Yüksek Güç Faktörlü Şebeke Bağlı Bir PV Sistemin Modellenmesi ve Farklı Işınımlar Altında Kontrolü

Erdem AKBOY

Bazı Tahıl Ürünlerinin Protein Kalite İndeksinin Protein Sindirilebilirliği – Düzeltilmiş Amino Asit Skoru (PDCAAS) Metodu ile Belirlenmesi

Sabiha Zeynep AYDENK KÖSEOĞLU

256 Kesitli Bilgisayarlı Tomografi (CT) Çekim Alanının Radyasyondan Korunma ve Koruyucu Özelliklerinin Değerlendirilmesi: Intermed Nişantaşı

Ceren ÖZTÜRK, Baris CAVLI, Fuat ŞAHİNTÜRK

Ekstrüzyon Yöntemiyle Büyük Çaplı Fiber Optik Kablo Üretimi ve Proses Parametrelerinin İyileştirilmesi

Ahmet DEMİRER, Osman ÖZDEMİR

Farklı Oranlarda Mürüdümük (Lathyrus sativus L.) Bitkisinin Bazı Meyve Posaları İle Silolanma Özelliklerinin Belirlenmesi

Mehmet Sait İBRAHİMOĞLU, Veysel SARUHAN

Akıllı Ev Teknolojisi için Kablosuz Akıllı Kit

Melih KUNCAN, Ömer ÇAÇA

Peyzaj Potansiyeli ve Kırsal Turizm İlişkisinin SWOT Analizi Yöntemiyle Değerlendirilmesi: Siirt İli Örneği

Arzu ALTUNTAŞ

Tehlikeli Atık Bertaraf Tesislerinde Karşılaştırmalı Risk Analizi ve Biyolojik Faktörler Açısından Risk Değerlendirmesi

Hatice ÖLÇÜCÜ ŞENSOY, İrem ERSÖZ KAYA

Combined Utilization of $KMNO_4$ Modified Starch Particles with Glycerol as De-Icer

Yunus Emre ŞİMŞEK, Levent DEĞİRMENCİ, Deniz EMRE

Penisilin Grubu Antibiyotiklerin Ayrımı ve Penisilin V’nin Farmasötik ve İdrar Numunelerinde Analizi İçin Miseller Sıvı Kromatografi Yönteminin Geliştirilmesi ve Validasyonu

Gizem YILDIRIM BAŞTEMUR