Dalgacık dönüşümü ve makine öğrenme teknikleri kullanılarak FTIR sinyallerinden kolon kanseri hastaları ve sağlıklı kişileri sınıflandırmak için yeni bir yöntem

Fourier Dönüşümü Kızılötesi (FTIR – Fourier Transform Infrared) spektroskopisi, kimyasal değişimleri saptayabilme kabiliyetinden dolayı kan örneklerinden kanseri tespiti çalışmalarında kullanılmaktadır. Hastaların ve sağlıklı kişilerin FTIR sinyalini ayırt etmeye yönelik çalışmalardaki en büyük zorluk, FTIR sinyallerinde açık bir spektral farkın olmamasıdır. Daha önceki çalışmalarda, bu zorluğun üstesinden gelmek için kan örneklerinin kurutulup, daha sonra FTIR ölçümü sonucu elde edilen sinyalindeki pik değerleri veya pik oranları kullanılmıştır. Önerilen yöntemde ise, literatürden farklı olarak, plazma örnekleri kurutulmadan sıvı halde ölçülmüş ve elde edilen FTIR sinyali bir bütün olarak incelenmiştir. Her bir FTIR sinyali, dalgacık dönüşümü kullanılarak alt bantlara ayrıştırılmıştır. Kolon kanseri hastaları ve sağlıklı kişiler, FTIR sinyalinin alt bantlardan çıkarılan özellikler kullanılarak sınıflandırılmıştır. Sınıflandırma işlemi için Yapay Sinir Ağları (YSA), Destek Vektör Makineleri (DVM) ve k-En Yakın Komşu (k-NN) algoritmaları kullanılmıştır. Kolon kanseri hastaları ve sağlıklı kişiler DVM ile %97,14 doğrulukla sınıflandırılmıştır. Deneysel sonuçlar, önerilen yöntemin, kolon kanseri hastalarını ve sağlıklı bireyleri ayırt etmede faydalı bir yöntem olabileceğini göstermektedir.

___

  • Türkiye İstatistik Kurumu, Ölüm Nedeni İstatistikleri. http://www.tuik.gov.tr/PdfGetir.do?id=27620, Erişim tarihi:09.01.2019
  • Erukhimovitch, V., Talyshinsky, M., Souprun, Y., Huleihel, M., FTIR spectroscopy examination of leukemia patients plasma. Vib Spectrosc. 40 (1), 40–46, 2006
  • Ostrovsky, E., Zelig, U., Gusakova, I., Ariad, S., Mordechai, S., Nisky, I., Kapilushnik, J., Detection of cancer using advanced computerized analysis of infrared spectra of peripheral blood. IEEE Trans Biomed Eng. 60 (2), 343–353, 2013
  • Sheng, D., Liu, X., Li, W., Wang, Y., Chen, X., Wang, X., Distinction of leukemia patients’ and healthy persons’ serum using FTIR spectroscopy. Spectrochim Acta - Part A Mol Biomol Spectrosc. 101, 228–232, 2013
  • Sheng, D., Wu, Y., Wang, X., Huang, D., Chen, X., Liu, X., Comparison of serum from gastric cancer patients and from healthy persons using FTIR spectroscopy. Spectrochim Acta - Part A Mol Biomol Spectrosc. 116, 365–369, 2013
  • Wang, X., Shen, X., Sheng, D., Chen, X., Liu, X., FTIR spectroscopic comparison of serum from lung cancer patients and healthy persons. Spectrochim Acta - Part A Mol Biomol Spectrosc. 122, 193–197, 2014
  • Barlev, E., Zelig, U., Bar, O., Segev, C., Mordechai, S., Kapelushnik, J., Nathan, I., Flomen, F., Kashtan, H., Dickman, R., Madhala-Givon, O., Wasserberg, N., A novel method for screening colorectal cancer by infrared spectroscopy of peripheral blood mononuclear cells and plasma. J Gastroenterol. 56–78, 2015
  • Cheng, CG., Tian, YM., Jin, WY., A study on the early detection of colon cancer using the methods of wavelet feature extraction and SVM classifications of FTIR. Spectroscopy. 22 (5), 397–404, 2008
  • Toraman, S., Kızılötesi Spektroskopisi Kullanılarak Kan Örneklerinden Kolon Kanserine Yönelik Özellik Çıkarımı. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2016
  • Akansu, AN., Serdijn, WA., Selesnick, IW., Emerging applications of wavelets: A review. Phys Commun. 3 (2), 1–18, 2010
  • Aydin, F., Aslan, Z., Diagnosis of neuro degenerative diseases using machine learning methods and wavelet transform. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University. 32 (3), 749–766, 2017
  • Haşiloǧlu, A., Rotation-Invariant Texture Analysis and Classification by Artificial Neural Networks and Wavelet Transform. Turkish J Eng Environ Sci. 25 (5), 405–413, 2001
  • Phinyomark, A., Hirunviriya, S., Limsakul, C., Phukpattaranont, P., Evaluation of EMG feature extraction for hand movement recognition based on Euclidean distance and standard deviation. Electrical Engineering/Electronics Computer Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), 2010 International Conference on. Chiang Mai, Thailand, 856-860, 19-21 May, 2010
  • Phinyomark, A., Limsakul, C., Phukpattaranont, P., A Novel Feature Extraction for Robust EMG Pattern Recognition. J Comput. 1 (1), 71–80, 2009
  • Vigneshwari, C., Vimala, V., Vignesh, SV., Sumithra, G., Analysis of Finger Movements Using EEG Signal. Int J Emerg Technol Adv Eng. 3 (1), 583–588, 2013
  • Ghahdarijani, AM., Hormozi, F., Asl, AH., Convective heat transfer and pressure drop study on nanofluids in double-walled reactor by developing an optimal multilayer perceptron artificial neural network. Int Commun Heat Mass Transf. 84, 11–19, 2017
  • Atanassov, K., Sotirov, S., Index matrix interpretation of the Multilayer perceptron. 2013 IEEE International Symposium on Innovations in Intelligent Systems and Applications, IEEE INISTA 2013. Albena, Bulgaria, 1-3, 19-21 June, 2013
  • Subasi, A., Ercelebi, E., Classification of EEG signals using neural network and logistic regression. Comput Methods Programs Biomed. 78, 87–99, 2005
  • Khazaee, A., Ebrahimzadeh, A., Classification of electrocardiogram signals with support vector machines and genetic algorithms using power spectral features. Biomed Signal Process Control. 5 (4), 252–263, 2010
  • Kharat, PA., Dudul, S V., Daubechies Wavelet Neural Network Classifier for the Diagnosis of Epilepsy. WSEAS Trans Biol Biomed. 9 (4), 103–113, 2012
  • Ayhan, S., Erdoğmuş, Ş., Kernel Function Selection for the Solution of Classification Problems via Support Vector Machines. Eskişehir Osmangazi Univ J Econ Adm Sci. 9 (1), 175–198, 2014
  • Akbari, A., Arjmandi, MK., Employing linear prediction residual signal of wavelet sub-bands in automatic detection of laryngeal pathology. Biomed Signal Process Control. 18, 293–302, 2015
  • Yücesoy, E., V. Nabiyev, V., Determination of a speaker’s age and gender with an SVM classifier based on GMM supervectors. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University. 31 (3), 2016
  • Osuna, E., Freund, R., Girosi, F., Support Vector Machines : Training and Applications. Massachusetts Inst Technol. 9217041 (1602), 1997
  • Kavzoğlu, T., Çölkesen, İ., Investigation of the Effects of Kernel Functions in Satellite Image Classification Using Support Vector Machines. Harit Derg. 144, 73–82, 2010
  • Duda, RO., Hart, PE., Stork, DG., Pattern Classification, Second Edition, Wiley-Interscience publication, 2000
  • Ngui, WK., Leong, MS., Hee, LM., Abdelrhman, AM., Wavelet Analysis: Mother Wavelet Selection Methods. Appl Mech Mater. 393, 953–958, 2013
  • Ahmed, SSSJ., Santosh, W., Kumar, S., Thanka Christlet, TH., Neural network algorithm for the early detection of Parkinson’s disease from blood plasma by FTIR micro-spectroscopy. Vib Spectrosc. 53 (2), 181–188, 2010
  • Toraman, S., Türkoğlu, İ., A New Automatic Recognition Method for Determine Colon Cancer from FTIR Sign Patterns. Kilis, Turkey, 2354-2361, 19-20 March, 2016
  • Toraman, S., Girgin, M., Üstündağ, B., Türkoğlu, İ., Classication of the Likelihood of Colon Cancer With Machine Learning Techniques Using FTIR Signals Obtained From Plasma. Turkısh J Electrıcal Engıneerıng Comput Scıences. doi: 10.3906/elk-1801-259.
  • Toraman, S., Türkoğlu, İ., Derin Öğrenme ile FTIR Sinyallerinden Kolon Kanseri Riskinin Belirlenmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilim Derg. 30 (3), 115–120, 2018
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Memristör tabanlı kaotik rössler devresi gerçeklemesi

Zehra Gülru ÇAM TAŞKIRAN, Herman SEDEF

Sürekli glikoz izleme (CGM) sinyalleri ile tip 1 diyabet tedavisi için sürekli dalgacık dönüşüm (CWT) tabanlı filtreleme yöntemi

Bülent BİLGEHAN, Cemal KAVALCIOĞLU

Üretimin su ayak izinin incelenmesi: Diyarbakır ili için bir vaka çalışması

Abdullah MURATOĞLU

Günlük temelli orta vadeli şehir doğal gaz talebinin tek değişkenli istatistik teknikleri ile tahmini

Mustafa AKPİNAR, Nejat YUMUŞAK

Siparişlerin gecikme tahmini için veri madenciliğine dayalı gerçek zamanlı bir sistem tasarımı ve uygulaması

Ahmet Kürşad TÜRKER, Adem GÖLEÇ, Adnan Aktepe, Süleyman Ersöz, Mümtaz İpek, Gültekin ÇAĞIL

Dişi kalıpla sac hidroşekillendirme prosesinde hareketli kalıp kullanımının şekillendirilebilirlik üzerindeki etkisinin incelenmesi

Mustafa Samet ANKARALI, Murat DİLMEÇ, Mevlüt Türköz

Veri zarflama analizinde tüm alternatiflerin sıralanmasına yeni bir yaklaşım: ASES

Melike Kübra EKİZ, Ceren TUNCER ŞAKAR

DYPE/PANI kompozit filmlerin sıcaklığa ve PANI katkı konsantrasyonuna bağlı olarak dielektrik parametrelerinin GRSA ile tahmini

Mehmet KILIÇ, Önder EYECİOĞLU, Zeynep GÜVEN ÖZDEMİR, Ümit ALKAN

Elektrik direnç punta kaynağı ile birleştirilen %15 deforme edilmiş TWIP çeliğinde kaynak akımının mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi

Hakan AYDIN, Mümin TUTAR, Kemal DAVUT, Ali BAYRAM

Gaz atomizasyonu yöntemi ile üretilen AM60 magnezyum alaşım tozunun toz karakterizasyonu üzerine gaz basıncının etkisinin araştırılması

Tayfun ÇETİN, Mehmet AKKAŞ, Mustafa BOZ