Derin Evrişimli Sinir Ağlarını Kullanarak MRG Modalitesinde Alzheimer Hastalığının Sınıflandırılması ve Segmentasyonu

Çalışmada Alzheimer hastalığının analizi için sınıflandırma ve segmentasyon görevleri uygulanmıştır. Sınıflandırma görevinde transfer öğrenme kullanılarak 7 farklı model test edilmiştir. GoogLeNet modeli 0.9467 doğruluk, 0.9474 duyarlılık, 0.9811 özgüllük ve 0.9467 F1 skoru ile en iyi sınıflandırma performansını elde etmiştir. Segmentasyon görevinde, Alzheimer hastalığının segmentasyonu için U-Net mimari tasarımı kullanılmıştır. U-Net modeli 0.874 zar skoru, 0.776 IoU, 0.868 duyarlılık, 0.999 özgüllük, 0.879 kesinlik ve 0.999 doğruluk elde etmiştir. Pipeline oluşturmak için sınıflandırma ve segmentasyon modelleri birlikte kullanılmıştır. Sonuç olarak, bilgisayarlı görü destekli bir karar destek sistemi oluşturulmuştur.

Classification and Segmentation of Alzheimer Disease in MRI Modality using the Deep Convolutional Neural Networks

In the study, classification and segmentation tasks were implemented for analysis of Alzheimer's disease. In classification task, 7 different models were tested using transfer learning. The GoogLeNet model achieved the best classification performance with the accuracy of 0.9467, sensitivity of 0.9474, specificity of 0.9811, and F1-score of 0.9467. In segmentation task, U-Net architecture design was used for the segmentation of Alzheimer's disease. U-Net model achieved the dice of 0.874, IoU of 0.776, sensitivity of 0.868, specificity of 0.999, precision of 0.879, and accuracy of 0.999. In order to create the pipeline, classification and segmentation models were used together. Consequently, a computer vision-assisted decision support system was created.

___

  • Alp Eren, H., Okyay, S., Adar, N., Üniversitesi, E. O., Fakültesi, M.-M., Bölümü, M., Anahtar, T., & Öz, K. (2021). ADOKEN: MR İÇİN DERİN ÖĞRENME TABANLI KARAR DESTEK YAZILIMI. Journal of Engineering Sciences and Design, 9(2), 406–413. https://doi.org/10.21923/JESD.887327
  • Öziç, M. Ü., & Özşen, S. (2020). Classification of 3b alzheimer’s mr images using voxel values in volumetric loss regions. El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 7(3), 1152–1166. https://doi.org/10.31202/ecjse.728049
  • John, R., & Kunju, N. (2018). Detection of Alzheimer’s Disease Using Fractional Edge Detection. Journal of Biodiversity & Endangered Species, 09(03). https://doi.org/10.4172/2229-8711.1000230
  • Khvostikov, A., Aderghal, K., Benois-Pineau, J., Krylov, A., & Catheline, G. (2018). 3D CNN-based classification using sMRI and MD-DTI images for Alzheimer disease studies. https://ida.loni.usc.edu
  • Hong, X., Lin, R., Yang, C., Zeng, N., Cai, C., Gou, J., & Yang, J. (2019). Predicting Alzheimer’s Disease Using LSTM. IEEE Access, 7, 80893–80901. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2919385
  • Allioui, H., Sadgal, M., & Elfazziki, A. (2019). Deep MRI Segmentation: A Convolutional Method Applied to Alzheimer Disease Detection. IJACSA) International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 10(11). www.ijacsa.thesai.org
  • Ahmed, S., Choi, K. Y., Lee, J. J., Kim, B. C., Kwon, G. R., Lee, K. H., & Jung, H. Y. (2019). Ensembles of Patch-Based Classifiers for Diagnosis of Alzheimer Diseases. IEEE Access, 7, 73373–73383. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2920011
  • Vieira, S., Pinaya, W. H. L., & Mechelli, A. (2017). Using deep learning to investigate the neuroimaging correlates of psychiatric and neurological disorders: Methods and applications. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 74, 58–75. https://doi.org/10.1016/J.NEUBIOREV.2017.01.002
  • SARVESH DUBEY. (2020). Alzheimer’s Dataset ( 4 class of Images) Images of MRI Segementation. https://www.kaggle.com/datasets/tourist55/alzheimers-dataset-4-class-of-images
  • ADNI | Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative. (2003). https://adni.loni.usc.edu/
  • Weng, W., & Zhu, X. (2021). INet: Convolutional Networks for Biomedical Image Segmentation. IEEE Access, 9, 16591–16603. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3053408
  • Iqbal, H. (2018). Harisiqbal88/plotneuralnet v1. 0.0. URL: https://doi. org/10.5281/Zenodo.
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Araç Aydınlatma Sisteminde Yoğuşma Bölgesi Tahmini ve Yoğuşmanın Sayısal Analiz ile Belirlenmesi ve Karşılaştırılması

Kemal Furkan SÖKMEN, Erol KOCABIYIK, Yunus MEŞECİ, Onur Kadir RENÇBER

İskemik İnme Lezyon Segmentasyonunda Segmentasyon Ağlarının ve Kayıp Fonksiyonlarının Etkilerinin Analizi

Ahmet Furkan BAYRAM, Alperen DERİN, Caglar GURKAN, Abdulkadir BUDAK, Hakan KARATAŞ

İş Memnuniyeti Faktörlerini Belirlemek ve Analiz Etmek için Çevrimiçi Çalışan Değerlendirmelerini Kullanan ilgili Makine Öğrenmesi ve Topluluk Öğrenmesi Tabanlı Yöntem

Ali ÖZDEMİR, Aytuğ ONAN, Vildan ÇINARLI ERGENE

Örnek Bir Sis Farında LED Soğutulmasında Özgün Tasarım ve Kanatçıklı Yapılı Doğal Taşınımın Zorlanmış Taşınım ile Nümerik Karşılaştırılması

Kemal Furkan SÖKMEN, Erol KOCABIYIK, Mehmet MERCAN, Ali ERGİN

Lityum Esaslı Piller İçin Veri Toplama Ve İşleme Sistem Tasarımı

Fatma YILDIRIM DALKIRAN, Yusuf KAYA

4-Vynilbenzil Grubu Taşıyan Benzimidazol Fonksiyonelleştirilmiş PEPPSI tipi Pd(II)NHC Komplekslerinin Dizaynı, Sentezi, Karakterizasyonu ve Doğrudan Arilasyon Reaksiyonundaki Katalitik Aktivitesi

Semra DAŞGIN, Yetkin GÖK, Aydın AKTAŞ

Derin Öğrenme Yöntemleri ile Bitki Yaprakları Üzerindeki Hastalıkların Sınıflandırılması

Furkan Alp ESEN, Aytuğ ONAN

Derin Evrişimli Sinir Ağlarını Kullanarak MRG Modalitesinde Alzheimer Hastalığının Sınıflandırılması ve Segmentasyonu

Furkan KARAKAYA, Caglar GURKAN, Abdulkadir BUDAK, Hakan KARATAŞ

Akımlı ve Akımsız Yöntemlerle Üretilen Ni-P-CNF Kaplamaların Sertlik ve Korozyon Açısından Kıyaslanması

Melisa KÖSE, Buse YAVUZ, Zeynep ÖZCAN, Dilara USLU, Görkem BULUT, Sezer TAN, Hasan ALGÜL, Mehmet UYSAL

Genelleştirilmiş Dışbükey Gövde Kombinasyonu Yaklaşımı

Selcan KOCABAS, Ali ÇALIŞKAN