EKG İŞARETİNDEKİ ARİTMİLERİN YUMUŞAK HESAPLAMA ALGORİTMALARI KULLANILARAK SINIFLANDIRILMASI


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Önder YAKUT

Danışman: Emine Bolat

Özet:

Kardiyak aritmilerin doğrudan ya da dolaylı olarak yol açtığı sağlık problemleri yaşamı tehdit edebilmektedir. Elektrokardiyogram (EKG) işaretinin analizi, klinik araştırmalarda ve hastalık teşhisinde kalbin işlevini değerlendirmek için önemli bir tanı aracıdır. Günümüze kadar EKG işaretinin analizi için çeşitli Yumuşak Hesaplama yöntem ve teknikleri önerilmiştir. Bu tez çalışmasında, EKG işaretindeki kalp atımlarını kategori ve hasta bazlı değerlendirme planına göre aritmili kalp atımlarını otomatik olarak sınıflandıran topluluk öğrenme tabanlı yeni bir yöntem önerilmiştir. EKG işaretindeki taban hattı gürültüsünü kaldırmak için iki aşamalı medyan filtre kullanılmıştır. EKG işaretine ait P dalgası, QRS kompleksi ve T dalgası bileşenlerinin konumları, geliştirilen QRS kompleksi algılayıcısı ile belirlenmiştir. Bu tez kapsamında dört farklı öznitelik çıkartma yöntemi kullanılmıştır. Bunlardan Güç Spektral Yoğunluğu tabanlı yeni bir öznitelik çıkartma tekniği önerilmiştir. Wrapper öznitelik seçme algoritması kullanılarak hibrit alt öznitelik kümeleri oluşturulmuştur. Temel öğrenicileri Multi Layer Perceptron (MLP) ve Random Forest (RF), meta öğrenicisi Lineer Regresyon (LR) sınıflandırıcıları istifleme (stacking) algoritması kullanılarak oluşturulan Topluluk Öğrenme tabanlı yeni bir yöntem önerilmiştir. Önerilen yeni yöntemin, kategori bazlı aritmili kalp atımlarının sınıflandırmasına ait ortalama başarım değerleri; doğruluk %99,88, duyarlılık %99,08, keskinlik %99,94 ve pozitif öngörü (+P) %99,08 olarak elde edilmiştir. Hasta bazlı aritmili kalp atımlarının sınıflandırılmasına ait ortalama başarım değerleri; doğruluk %99,72, duyarlılık %99,30, keskinlik %99,83 ve pozitif öngörü (+P) %99,30 olarak elde edilmiştir. Böylece, önerilen yöntemin literatürdeki benzer çalışmalardan daha yüksek bir başarım sonucuna sahip olduğu görülmüştür.