Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorAkçapınar Sezer, Ebru
dc.contributor.authorTopcu, Doruk
dc.date.accessioned2025-03-03T10:48:04Z
dc.date.issued2025
dc.date.submitted2025-01-10
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/36609
dc.description.abstractAntimicrobial resistance (AMR) is a global health problem that poses a threat for now and poses an even greater threat for the future. Since the discovery of the first antibiotics, pathogens have developed different mechanisms of resistance against antibiotics. Today, the technology to understand the mechanisms of AMR and their genomics is more competent than ever. This thesis provides a wide range of information about using genomic data combined with machine learning for predicting antibiotic resistance and proposes a multi-model approach ASAP (Antibiotic Susceptibility and Antibiogram Prediction) for creating antibiograms. In this work, 10 different machine learning models, including Convolutional Neural Network, Nearest Neighbor, Random Forest, XGBoost, CatBoost, Naive Bayes, Support Vector Machines, Light Gradient Boosting Machine, Gradient Boost, and Logistic Regression, have been tested, evaluated, and compared for their predictive capabilities. For data preprocessing, different methods of feature extraction through n-gram encoding have been tested. For the evaluation of the models, accuracy, recall, precision, and F1 scores are used. Experiments show that models can predict the antibiotic resistance of a given pathogen sequence with up to 0.99 accuracy and 0.90+ macro average recall. The best performing model for this work has been XGBoost with 0.99 accuracy, and the least predictive model has been Naive Bayes with 0.89 accuracy. The proposed method aims to improve the current manual antibiogram creation and maintenance process and to provide healthcare professionals with valuable data for less empirical and broad-spectrum antibiotic prescribing, saving time of treatment and cost caused by AMR pathogens. This thesis shows that machine learning combined with gene sequencing can serve as a supporting tool for healthcare practices and as a surveillance tool.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectMachine Learningtr_TR
dc.subjectAntibiotic Susceptibility Prediction
dc.subjectAntibiogram Prediction
dc.titleAutomtic Antibıotic Susceptibility and Antibiogram Prediction With Machine Learning Methodstr_TR
dc.title.alternativeMakine Öğrenmesi Metodları ile Otomatik Antibiyotik Duyarlılığı ve Antibiogram Tahminitr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetAntimikrobiyal direnç, günümüzde küresel bir sağlık sorunudur ve gelecekte ise daha büyük bir sağlık sorunu olma potansiyeline sahiptir. İlk antibiyotiklerin keşfinden bu yana patojenler, antimikrobiyallere karşı çeşitli direnç mekanizmaları geliştirmiştir. Günümüzde bu direnç mekanizmalarının genetik yapısını anlamamızı sağlayan teknolojiler geçmişe göre en kabiliyetli hallerine gelmiştir. Bu tezde, patojenlerin genetik verilerini makine öğrenmesi metodları ile birleştirerek, antibiyotik direncini tespit edebilen, ve elde edilen verilerle antibiyogramlar oluşturmak için bir çoklu model yöntemi olan ASAP (Antibiyotik Hassaslığı ve Antibiyogram Tahmini) sunulmuştur. Tez kapsamında, Evrişimsel Sinir Ağları, Rastgele Orman, XGBoost, LightGBM, CatBoost gibi modellerin de bulunduğu 10 farklı makine öğrenmesi modeli eğitilmiş, test edilmiş ve kıyaslanmıştır. Veri ön işleme adımında, özellik çıkarımı için farklı n-gram kodlama metodları incelenmiştir. Modellerin değerlendirilmesinde; doğruluk (accuracy), geri çağırma (recall), kesinlik (precision) ve F1 skorları kullanılmıştır. Sonuçlar gösterir ki, modellerin gen sekansından antibiyotik direnci testpitini 0.99' a varan doğrulukla ve 0.90 üzeri makro geri çağırma skoru ile tahmin edebilmektedir. Modeller arasından en iyi performans gösteren model, 0.99 doğruluk oranı ile XGBoost, en zayıf performans gösteren model is 0.89 doğruluk ile Naive Bayes modeli olmuştur. Önerilen bu yöntem, halihazırda manuel olarak oluşturulan ve güncellenen antibiyogram süreçlerini otomatikleştirerek, sağlık profesyonellerine daha az ampirik ve geniş spektrumlu antibiyotik tedavisisi önerisi sunmaları için bir karar destek sistemi sunmayı hedeflemektedir. Böylece antibiyotik direçli bakteri kaynaklı hastalıklarında tedavisindeki sürecin kısaltılması ve tedavi maliyetlerinin azaltmasını hedefler. Yapılan çalışmalarda makine öğrenmesi modellerinin gen sekansları ile birleştirildiğinde, sağlık hizmetleri alanında bir karar destek aracı ve aynı zamanda antibiyotik dirençli patojenlerin takibinde bir araç olabileceğini göstermektedir.tr_TR
dc.contributor.departmentBilgisayar Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2025-03-03T10:48:04Z
dc.fundingYoktr_TR
dc.subtypeprojecttr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster