TRANSFER LEARNING BASED HYBRID CNN MODEL FOR COVID-19 DETECTION USING LUNG COMPUTED TOMOGRAPHY


Creative Commons License

Demir F. B., Yılmaz E.

6th International Symposium on Global Pandemics and Multidisciplinary Covid-19 Studies, Ankara, Türkiye, 24 Kasım - 26 Aralık 2023, ss.133-141

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.133-141
  • Bursa Uludağ Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

COVID-19 salgını tüm dünyada insanların sağlığını etkilemektedir. Teyit edilen vaka ve ölüm sayısı her geçen gün artmaya devam ettiğinden, temel amaç pozitif vakaları en kısa sürede tespit etmek ve onlara gerekli tedaviyi sağlamaktır. Hastalığın tespitinde en çok tercih edilen yöntem ters transkripsiyon-polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) testleridir. Bu testlerin sonuçlarının uzunluğu ve başarı yüzdesinin hastalığın evrelerine göre farklılık gösterebilmesi önemli dezavantajlar olarak öne çıkmaktadır. Göğüs röntgenleri ve bilgisayarlı tomografi (BT) gibi görüntüleme verilerinin kullanılmasının COVID-19'un hızlı bir şekilde teşhis edilmesinde faydalı olacağı kanıtlanmıştır. Bilgisayarlı Tomografi çok sayıda görüntü sağladığından, bu görsel özellikleri tanımak zor olacak ve radyologlar için çok fazla zaman alacaktır, bu nedenle derin öğrenme (DL) modelleri de dahil olmak üzere otomatik tanı teknolojileri son zamanlarda BT taramalarında COVID19 taraması için kullanılmaktadır. Derin öğrenme, bilgisayar destekli hastalık tespiti çalışmalarında kullanılan yöntemlerin başında gelmektedir. Tıbbi görüntülerin görsel analizini yaparak hastalığın teşhis edilmesine radyologlara yardımcı olmaktadır. Özellikle, konvolüsyonel sinir ağları bilgisayarlı görme, nesne tanıma gibi görevlerde çok yüksek başarım performansına sahip derin öğrenme ağlarından biridir. Dolayısıyla tıbbi görüntüler üzerinde tespit ve sınıflandırma çalışmalarında da oldukça popüler hale gelmiştir. Tıbbi görüntü uygulamalarında sınırlı sayıda verilerle de yüksek başarılar elde edebilmek önemlidir çünkü verilerin toplaması ve etiketlemesi etik kurul izinleri gibi prosedürler gerektirir. Bu nedenle sınırlı veri ile CNN eğitimi gerçekleştirilirken, eğitilmiş bir modelin bilgisini başka bir veri kümesini öğrenmek için kullanan transfer öğrenme yöntemi kullanılmaktadır. Bu araştırmada, transfer öğrenme ile geliştirilmiş hibrit CNN modeli ile yerel bir hastane arşivinden toplanan yeni bir göğüs BT veri kümesi üzerinde COVID-19 tespiti gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışma sonuçları, önceden eğitilmiş InceptionResnetV2 mimarisinin 0,99'luk bir doğruluk elde ettiğini ortaya koyarak COVİD-19 hastalarını tespit etmek ve izlemek için önerilen modelin başarısını kanıtlamıştır.