Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorSezer, Ebru
dc.contributor.authorYurtsever, Berkcan
dc.date.accessioned2024-10-18T07:32:17Z
dc.date.issued2024
dc.date.submitted2024-06-10
dc.identifier.citationMLAtr_TR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/36047
dc.description.abstractECG signals have an important place in detecting arrhythmias. Arrhythmias are irregular heartbeats. One of the most popular studies in this field is the classification of arrhythmias with artificial neural networks. In the thesis study, a classification study of arrhythmias was carried out with artificial neural networks using ECG lead signals. In this way, it can be determined directly whether there is an arrhythmia or not as soon as an ECG recording is taken. The dataset used in the study was obtained by combining the ECG recordings in the PTB-XL and Chapman datasets. The types and numbers of arrhythmias in each data set vary. When working on a single data set, trained models will be successful in classifying certain arrhythmias. However, it will fail to classify arrhythmias that are not included in the dataset. To avoid this problem, instead of working on a single data set, two different data sets were combined and a common data set was studied. Thus, models with general success in classifying arrhythmias were obtained. More than one arrhythmia can be found in an ECG recording. Since an ECG recording may contain more than one arrhythmia, a threshold value approach was used to classify multi-label ECG recordings. Thus, the trained models were able to detect multiple arrhythmias in ECG recordings. An ECG recording may contain no arrhythmias. The 'no arrhythmia' class has been defined to classify ECG recordings that do not contain any arrhythmia. Defining the 'no arrhythmia' class is a new approach. By defining the 'no arrhythmia' class, it can be determined whether the ECG recordings contain any arrhythmia. In ECG recordings containing arrhythmia, more than one arrhythmia can be detected with the threshold value approach. We trained SE-ResNet34 and FCN artificial neural networks to classify arrhythmias detected through ECG recordings. The Squeeze and Excitation (SE) layer enable the network to perform dynamic channel-wise feature recalibration. One-dimensional convolutional network was used for feature extraction from 12-lead ECG recordings in the dataset. The convolutional network used is 34-layer ResNet. By using the weight function, less weight was given to arrhythmias that occurred more frequently in the data set, and more weight was given to arrhythmias that occurred less frequently. The weight function is given as a parameter while training the model. The studies were conducted for 5, 10, and 15 classes of arrhythmia entities. Training the model on 5 arrhythmias takes less time than on 10 and 15 arrhythmias, since it contains fewer neurons in terms of running time. Changing the threshold value greatly affects the success of the model. While many arrhythmia classes occur at low threshold values, only a single arrhythmia class occurs at high threshold values. The reason for this is that if no arrhythmia exceeds the threshold value, the arrhythmia with the highest prediction score is considered as the output of the model. In the FCN model, when working with 5, 10 or 15 arrhythmias, the best results were always obtained when the threshold value was 55%. In the ResNet model, the best results were obtained at 35% threshold values ​​when working with 5 arrhythmias, and at 10% threshold values ​​when working with 10 and 15 arrhythmias. In the thesis study, it was seen that the FCN model was more successful in detecting arrhythmias than the ResNet model. In the models created, arrhythmias can be detected with success rates ranging from 60 percent to 90 percent. The current study may help cardiologists make a diagnosis by preventing misinterpretation of ECG signals.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectElectrocardiogram (ECG)tr_TR
dc.subjectClassificationtr_TR
dc.subjectDeep Learningtr_TR
dc.subjectArrhythmiatr_TR
dc.subject.lcshBilgisayar mühendisliğitr_TR
dc.titleAUTOMATIC ARRHYTHMIA CLASSIFICATION FROM ELECTROCARDIOGRAM MEASUREMENTS WITH DEEP LEARNINGtr_TR
dc.title.alternativeDERİN ÖĞRENME İLE ELEKTROKARDİYOGRAM ÖLÇÜMLERİNDEN OTOMATİK ARİTMİ SINIFLANDIRMAtr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetEKG sinyalleri aritmilerin tespitinde önemli bir yere sahiptir. Aritmiler düzensiz kalp atışlarıdır. Bu alanda yapılan en popüler çalışmalardan biri de aritmilerin yapay sinir ağları ile sınıflandırılmasıdır. Tez çalışmasında EKG sinyalleri kullanılarak yapay sinir ağları ile aritmilerin sınıflandırılma çalışması yapılmıştır. Bu sayede EKG kaydı alınır alınmaz aritmi olup olmadığı doğrudan tespit edilebilmektedir. Çalışmada kullanılan veri kümesi, PTB-XL ve Chapman veri kümelerindeki EKG kayıtlarının birleştirilmesiyle elde edilmiştir. Her veri kümesindeki aritmilerin türleri ve sayıları farklılık gösterir. Tek bir veri kümesi üzerinde çalışırken, eğitilmiş modeller belirli aritmileri sınıflandırmada başarılı olabilmektedir. Ancak veri kümesinde yer almayan aritmileri sınıflandırmada başarısız olabilmektedir. Bu sorunu önlemek için tek bir veri kümesi üzerinde çalışmak yerine iki farklı veri kümesi birleştirilerek ortak bir veri kümesi üzerinde çalışıldı. Böylece aritmilerin sınıflandırılmasında genel başarıya sahip modeller elde edilmiştir. Bir EKG kaydında birden fazla aritmi bulunabilir. Bir EKG kaydı birden fazla aritmi içerebileceğinden, çok etiketli EKG kayıtlarının sınıflandırılmasında eşik değer yaklaşımı kullanılmıştır. Böylece eğitilen modeller, EKG kayıtlarında yer alan çoklu aritmileri tespit edebilmektedir. Bir EKG kaydında herhangi bir aritmi bulunmayadabilir. 'Aritmi yok' sınıfı, herhangi bir aritmi içermeyen EKG kayıtlarını sınıflandırmak için tanımlanmıştır. 'Aritmi yok' sınıfının tanımlanması yeni bir yaklaşımdır. 'Aritmi yok' sınıfı tanımlanarak EKG kayıtlarının herhangi bir aritmi içerip içermediği belirlenebilir. Aritmi içeren EKG kayıtlarında eşik değer yaklaşımıyla birden fazla aritmi tespit edilebilmektedir. EKG kayıtlarından tespit edilen aritmileri sınıflandırmak için SE-ResNet34 ve FCN yapay sinir ağları eğitildi. Sıkıştırma ve Uyarma (SE) katmanı, ağın dinamik kanal bazında özellik yeniden kalibrasyonu gerçekleştirmesini sağlar. Veri setindeki 12 derivasyonlu EKG kayıtlarından özellik çıkarımı için tek boyutlu evrişimsel ağ kullanıldı. Kullanılan evrişimli ağ 34 katmanlı ResNet'tir. Ağırlık fonksiyonu kullanılarak veri setinde daha sık meydana gelen aritmilere daha az, daha az sıklıkta meydana gelen aritmilere ise daha fazla ağırlık verilmiştir. Model eğitilirken ağırlık fonksiyonu parametre olarak verilmektedir. Çalışmalar 5, 10 ve 15. sınıf aritmi varlıkları için yürütüldü. Modeli 5 aritmi üzerinde eğitmek, çalışma süresi bakımından daha az nöron içerdiğinden, 10 ve 15 aritmiye göre daha az zaman almaktadır. Eşik değerinin değiştirilmesi modelin başarısını büyük ölçüde etkilemektedir. Düşük eşik değerlerinde birçok aritmi sınıflandırılırken, yüksek eşik değerlerinde yalnızca tek bir aritmi sınıflandırılmaktadır. Bunun nedeni eşik değerini aşan herhangi bir aritmi olmaması durumunda tahmin puanı en yüksek olan aritminin modelin çıktısı olarak dikkate alınmasıdır. FCN modelinde 5, 10 veya 15 aritmi ile çalışırken en iyi sonuçlar her zaman eşik değeri %55 olduğunda elde edilmiştir. ResNet modelinde en iyi sonuçlar 5 aritmi ile çalışırken %35 eşik değerlerinde, 10 ve 15 aritmi ile çalışırken ise %10 eşik değerlerinde elde edilmiştir. Tez çalışmasında FCN modelinin aritmileri tespit etmede ResNet modeline göre daha başarılı olduğu görülmüştür. Oluşturulan modellerde yüzde 60 ile yüzde 90 arasında değişen başarı oranlarıyla aritmiler tespit edilebilmektedir. Bu çalışma, EKG sinyallerinin yanlış yorumlanmasını önleyerek kardiyologların tanı koymasına yardımcı olabilir.tr_TR
dc.contributor.departmentBilgisayar Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2024-10-18T07:32:17Z
dc.fundingYoktr_TR
dc.subtypesoftwaretr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster