EEG sinyalleri kullanarak yeni doğanlarda nöbet tespiti için derin öğrenme yöntemlerinin kullanılması

Epileptik nöbet, beynin tamamında veya bir kısmında görülen ani ve düzensiz elektriksel boşalma sonucunda ortaya çıkan klinik bir durumdur. Yeni doğan nöbetleri, çocukluk ve yetişkinlik döneminkilerden daha farklı klinik belirtiler gösterirler. Nöbetlerin zamanında fark edilememesi ve sonuçta ortaya çıkan tedavi eksikliği vakalarda ölümle sonuçlanabilir. Nöbet tespitinin acil olarak yapılması ve tedaviye başlanması yeni doğan bebeklerde hayati bir önem taşır. Bu nedenlerle nöbet tanısında uzmanlara karar verme sürecinde yardımcı olan bilgisayar destekli sistemlere ihtiyaç vardır. Derin öğrenme, ham girdiden daha üst düzey özellikleri aşamalı olarak çıkarmak için birden çok katman kullanan bir makine öğrenme algoritmaları sınıfıdır. Çoğu derin öğrenme yöntemi sinir ağı mimarilerini kullanır. Evrişimli sinir ağları (CNN), klasik makine öğrenmesi yöntemlerindeki manuel özellik çıkarma ihtiyacını ortadan kaldırır, bu nedenle görüntüleri sınıflandırmak için kullanılan özellikleri tanımlamanız gerekmez. Derin öğrenme ilk zamanlarda donanımsal eksiklikler ve veri setinin yetersiz olması sebebiyle bir süre durgun süreç geçirse de günümüzde eksikliklerin giderilmesi ile popüler olmaya başlamış ve son zamanlarda sağlık hizmetlerinin kalitesini arttırmada çok büyük ölçüde katkı sağlamıştır. Bu tez çalışmasında, yeni doğanlarda nöbet tespiti için makine öğrenmesi algoritmalarından birçok sınıflandırma algoritması kullanılarak tüm EEG kanallarında sinyal analizi yapılmıştır. Daha sonra önceden eğitilmiş derin öğrenme mimarileri kullanılarak en yüksek performans sağlayan C4-P4 kanalı üzerinde 1-boyutlu sinyal verileri 2-boyutlu görüntülere dönüştürülerek spektrogramları elde edilmiş ve kullanılan veri seti üzerinde sınıflandırma hem 1D hem de 2D olarak yapılmıştır. Çalışmanın mühendislik alanında epileptik nöbet teşhisinde sınıflandırma başarısı için birçok yöntem denenmiş ve en etkili sınıflandırma için algoritma başarıları sınanmıştır. Tıp alanında ise yeni doğanların EEG sinyallerine derin öğrenme yöntemleri uygulanarak nöbet teşhisine etkisi analiz edilmiştir. Önerilen yöntemle yapılan bu çalışma sonucunda daha hızlı ve daha az maliyetle yüksek performans elde edildiği görülmektedir.