Sınıflandırma Algoritmaları Kullanılarak Mikrodalga Verileri ile Beyin Lezyonlarının Varlığının ve Konumunun Tespit Edilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Matematik Müh.Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Rabia Kıymaz

Danışman: Hülya Şahintürk

Özet:

İnsan beynindeki kan dolaşımının sağlıklı ve kan miktarının yeterli olmaması durumunda beyinde hasar ve kanamaya neden olan anormal dokular oluşmaktadır. Beyinde oluşan bu anormal dokular (lezyonlar) erken teşhis edilmezse ciddi hasarlar bırakarak felce ve hatta ölüme yol açabilmektedir. Beyindeki kanama ve anormal dokuların tespit edilmesi için birçok görüntüleme veya tespit yöntemi geliştirilmiştir. Mikrodalga tomografisi iyonlaştırıcı dalgalar kullanmaması ve ucuz olması nedeniyle, son yıllarda beyin görüntülenmesi veya anormal dokuların tespitinde kullanılan başlıca yöntemlerden biri haline gelmiştir.

Beyin lezyonlarının mikrodalgalar aracılığıyla tespit edilmesinde karmaşık matematiksel modellerin çözümü için iterasyon bazlı optimizasyon metotları sıklıkla kullanılmaktadır. Bunun dışında, makine öğrenmesi yöntemleri, mikrodalga görüntüleme problemlerinin çözümünde son yıllarda popüler hale gelmiştir. Bu çalışmada; mikrodalga tomografi yaklaşımı kullanılarak beyin lezyonlarının tespiti ve konumunun belirlenmesi için çeşitli makine öğrenmesi tekniklerinin bir araştırması sunulmuştur.

Bu çalışmada; gerçekçi beyin modellerinin etrafına dizilmiş verici antenlerle beyin zaman harmonik dalgalar ile aydınlatılmış ve saçılan elektrik alan Moment yöntemi ile hesaplanmıştır. Hesaplanan elektrik alan beynin geometrik ve fiziksel özellikleriyle birlikte var olan lezyonların bilgisini taşımaktadır. Böylece hesaplanan alanlar, çeşitli denetimli makine öğrenmesi tekniklerinde öznitelik olarak kullanılmıştır. Sonuç olarak beyinde bulunan lezyonların varlığına ve konumunun tespitine dair yüksek doğrulukta sonuçlar elde edilmiş ve kullanılan yöntemlerin başarı oranları değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Beyin Lezyonlarının Tespiti, Beyin Lezyonlarının Konum Tespiti, Mikrodalga Tomografisi, Makine Öğrenmesi, Denetimli Öğrenme.