Radyografik Olarak Tanı Konulabilen Diz Röntgenlerinin Derin Öğrenme ve Makine Öğrenmesi Yöntemleri ile Sınıflandırılması

Abstract

Bu çalışmanın amacı, düz diz röntgenleriyle tanısı konulabilen diz osteoartriti, sinovyal kondromatozis, Osgood-Schlatter hastalığı, os fabella patolojileri ve normal diz radyografilerini derin öğrenme ve makine öğrenmesi yöntemleriyle sınıflandırmaktır. Bu çalışma 540 diz osteoartriti, 151 Osgood_Schlatter hastalığı, 191 diz kondromatozisi, 152 os fabella ve 523 normal diz röntgen görüntüsü üzerinde gerçekleştirildi. Öncelikle önceden eğitilmiş derin öğrenme modeli olan VGG-16 ağı ile sınıflandırma yapıldı. Daha sonra VGG-16 evrişim katmanı ile çıkarılan özellikler, rastgele orman, destek vektör makineleri, lojistik regresyon ve karar ağacı makine öğrenmesi algoritmalarıyla sınıflandırıldı. VGG-16 modeli ile %95,3 doğruluk, %95,1 duyarlılık, %98.7 özgüllük, %96,8 kesinlik ve %95,9 F1 skoru sonuçları elde edildi. VGG-16 evrişim katmanından çıkarılan özelliklerin makine öğrenmesi algoritmaları ile sınıflandırılmasında lojistik regresyon sınıflandırıcısı ile %98,2 doğruluk, %99,0 duyarlılık, %98.9 özgüllük, %98,2 kesinlik ve %98,5 F1 skoru sonuçları elde edilmiştir. Radyografik olarak tanısı konulabilen diz patolojilerinin sınıflandırılması amacıyla yapılan bu çalışmada, VGG-16 ağı ile başarılı sonuçlar elde edilmiştir. VGG-16 modeli evrişim katmanı üzerinden çıkarılan özellikler makine öğrenmesi algoritmaları ile yeniden sınıflandırılmış, lojistik regresyon, destek vektör makineleri ve rastgele orman sınıflandırıcıları ile VGG-16 modeline kıyasla performans metriklerinde iyileşmeler elde edilmiştir. Önerilen bu yöntemle, derin öğrenme modellerinin performansı daha da iyileştirilebilir.