Akıllı Sistemler ve Uygulamaları Dergisi, Cilt: 1, Sayı: 2, Sayfa ,

Benzer belgeler
KNN, NN, BAYES, DT ve SVM Kullanılarak EKG Vurularının Sınıflandırılması

YAPAY SİNİR AĞI KULLANILARAK ELEKTROKARDİYOGRAM SİNYALLERİNDE OTOMATİK KARDİYAK ARİTMİ TESPİTİ

Karaciğerde Oluşan Hastalıkların Tespitinde Makine Öğrenmesi Yöntemlerinin Kullanılması

Web Madenciliği (Web Mining)

Karınca koloni optimizasyonuna dayalı yeni bir aritmi sınıflama tekniği

BİRİNCİ BASAMAK İÇİN TEMEL EKG OKUMA BECERİSİ

EKG İşaretlerinden Çok katmanlı Algılayıcı Sinir Ağı Kullanarak Aritmilerin Tespiti

Antiaritmik ilaçlar. Prof. Dr. Öner Süzer Antiaritmik ilaç preparatları

TEMEL EKG. Prof.Dr.Hakan KültK. Kardiyoloji Anabilim Dalı

SAĞLIK BİLİMLERİ ÜNİVERSİTESİ GÜLHANE SAĞLIK MESLEK YÜKSEKOKULU ANKARA

BİRİNCİ BASAMAK İÇİN TEMEL EKG OKUMA BECERİSİ

Temel EKG. Mehmet OKUMUŞ Acil Tıp Uzmanı AEAH Acil Tıp Kliniği ELEKTROKARDİYOGRAFİ

Uzaktan Algılama Uygulamaları

2.1 Gri Düzey Eş Oluşum Matrisi ( GLCM) Gri düzey eş oluşum matrisi Haralick tarafından öne sürülmüştür [1]. Đstatistiksel doku analizi yöntemidir.

ELEKTROKARDİYOGRAM VURULARININ GAL AĞI YARDIMIYLA SINIFLANDIRILMASI YÜKSEK LİSANS TEZİ. Müh. Selin METİN

PARÇACIK SÜRÜ OPTİMİZASYONUNA DAYALI YENİ BİR ARİTMİ SINIFLAMA YÖNTEMİ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Berat DOĞAN

NASIL EKG OKUYALIM? TEMEL PRENSİPLER

Temel EKG. Prof. Dr. M. Remzi Önder

Normal EKG. Dr. Müge Devrim-Üçok

Biyomedikal İşaret İşleme

Ayrık Dalgacık Dönüşümü Bileşenlerine Ait İstatistiksel Veriler ile Epileptik EEG İşaretlerinin Sınıflandırılması

Naive Bayes Yöntemi ile Spam Mail Teşhisi Kübra KURNAZ

EEG Verilerinden Farklı Müzik Türü ve Zihinsel Görevlerin Ayırt Edilmesi

Hafta 09 -Topluluk Yöntemleri - Boyut Azaltma - Anomali Tespiti

Geliştirilmiş Fisher Ayraç Kriteri Kullanarak Hiperspektral Görüntülerde Sınıflandırma

Geriye Yayılım ve Levenberg Marquardt Algoritmalarının YSA Eğitimlerindeki Başarımlarının Dinamik Sistemler Üzerindeki Başarımı. Mehmet Ali Çavuşlu

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 16 Sayı: 48 sh Eylül 2014

YAPAY SİNİR AĞLARI YÖNTEMİ İLE PAFTALARININ SAYISALLAŞTIRILMASI ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS METHOD FOR MAP DIGITIZATION

EKG Sinyallerinin Korelasyon Analizi ile Bazı Kalp Aritmilerinin Belirlenmesi

EKG CİHAZ KULLANIMI ve EKG nin YORUMLANMASI

Fizyoloji Anabilim Dalı. Elektro Kardio Grafi. Dr. Sinan Canan

YAPAY SĠNĠR AĞLARININ EKONOMĠK TAHMĠNLERDE KULLANILMASI

MİKROŞERİT HAT ENDÜKTANS BÜYÜKLÜĞÜNÜN BİLGİ TABANLI YAPAY SİNİR AĞLARI ile MODELLENMESİ

127 - Twoing Algoritması ile Sınıflandırma Kalp Hastalığı Uygulaması MEHMET AKİF ERSOY ÜNİVERSİTESİ İLHAN UYSAL MEHMET BİLEN SAMİ ULUKUŞ

Çok katmanlı ileri sürümlü YSA da standart geri yayıyım ve momentum geri yayılım algoritmalarının karşılaştırılması. (Eğitim/Hata geri yayılım)

Electronic Letters on Science & Engineering 3 (2) (2007) Available online at

ÇİMENTO BASMA DAYANIMI TAHMİNİ İÇİN YAPAY SİNİR AĞI MODELİ

YAPAY SİNİR AĞLARI. Araş. Gör. Nesibe YALÇIN BİLECİK ÜNİVERSİTESİ

İleri Örüntü Tanıma Teknikleri Ve Uygulamaları İçerik

Web Madenciliği (Web Mining)

VERİ MADENCİLİĞİ (Sınıflandırma Yöntemleri) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

Tanısı Zor Ölümcül Ritimler PLAN. Ölümcül ritimler. Disorganize Ritimler. Organize Ritimler 1) PSEUDO PEA

SAĞLIK BİLİMLERİ ÜNİVERSİTESİ GÜLHANE SAĞLIK MESLEK YÜKSEKOKULU ANKARA

Türkçe Dokümanlar Ġçin Yazar Tanıma

Yrd.Doç. Dr. Tülin ÇETİN

Veri ve Metin Madenciliği

Veri ve Metin Madenciliği. Zehra

YAPAY AÇIKLIKLI RADAR GÖRÜNTÜLERİNDE YAPAY SİNİR AĞLARI İLE HEDEF TANIMLAMA

Zahmetsiz örüntü tanıma: Nokta bulutlarının karşılaştırılması yoluyla veri-tabanlı ve parametresiz istatistiksel öğrenme


Yapay Sinir Ağları ile Web İçeriklerini Sınıflandırma. Yazarlar: Esra Nergis Güven, Hakan Onur ve Şeref Sağıroğlu. Sunan : Esra Nergis Güven

WEB SAYFALARINA İLİŞKİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE SINIFLANDIRMA YÖNTEMİ

Makine Öğrenmesi İle Duygu Analizinde Veri Seti Performansı

Örüntü Tanıma (EE 448) Ders Detayları

Acil serviste pacemaker kullanımı. Uzm.Dr.Şükrü YORULMAZ S.B.Ü ANKARA EAH ACİL TIP KLİNİĞİ

YOLCULUK YARATIMININ YAPAY SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİ MODELLING OF THE TRIP GENERATION WITH ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

GERÇEK ZAMANLI EKG İŞARETLERİNİN MOBİL SİSTEMDE İZLENMESİ

Electronic Letters on Science & Engineering 1(1) 2005 Available online at

Biyometrik Sistemlerin Örüntü Tanıma Perspektifinden İncelenmesi ve Ses Tanıma Modülü Simülasyonu

Eğitim seti (training set) sınıflandırma modelinin elde edileceği kayıtları içerir

K En Yakın Komşu Methodu (KNearest Neighborhood)

ANKARA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

CBS ve Coğrafi Hesaplama

T.C BEÜ SAĞLIK UYGULAMA VE ARAŞTIRMA MERKEZİ HEMŞİRELİK HİZMETLERİ MÜDÜRLÜĞÜ 2017 YILI I. DÖNEM HİZMET İÇİ EĞİTİM PROGRAMI

YEŞİLIRMAK NEHRİ İÇİN TOPLAM ORGANİK KARBON ÖNGÖRÜ MODELLERİ

Sevim Yasemin ÇİÇEKLİ 1, Coşkun ÖZKAN 2

Örüntü Tanıma (COMPE 467) Ders Detayları

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı : Kamile ŞANLI KULA İletişim Bilgileri : Ahi Evran Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Adres Matematik Bölümü, KIRŞEHİR

Şizofrenide QT ve P Dispersiyonu

Miyokard. Miyokard infarküsünde (Mİ) EKG değişim süreçlerini öğrenmek. Ayırıcı tanıları yapmak. Spesififik patolojilerde EKG ile Mİ yi tanımak

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BENZER SÜREÇLERDE ÜRETİLEN ÜRÜNLER İÇİN YAPAY ZEKA İLE ZAMAN TAHMİNİ SONER ŞÜKRÜ ALTIN

ORİJİNAL ARAŞTIRMA ORIGINAL INVESTIGATION

ANKARA ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI DERS NOTU FORMU

Biyoelektriksel İşaretlerde Rahatsızlık Teşhisinin Yorumlanması

T.C. KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YAPAY SİNİR AĞLARI. Doç.Dr. Necaattin BARIŞÇI FİNAL PROJESİ

Veri madenciliği sınıflandırma ve kümeleme teknikleri yardımıyla Wisconsin veriseti üzerinde Göğüs Kanseri Teşhisi. Hazırlayan: Nury Amanmadov

Ritim Bozuklukları. EKG Ritim Bozuklukları. DİSRİTMİ; kalbin normal elektriksel ritminden olan sapmalara denir

Kalbin İleti Sistemi

SAYISAL GÖRÜNTÜ İŞLEME (Digital Image Processing)

Şifrebilimde Yapay Sinir Ağları

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl

TC ERCİYES ÜNİVERSİTESİ BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİYOMEDİKAL BAKIM-ONARIM VE KALİBRASYON LABORATUVARI DENEY NO:3 EKG TESTİ

Kelebek Görüntülerin Sınıflandırılmasında Yeni Yerel İkili Örüntüler

Biyomedikal Sinyaller ve Enstrümantasyon (EE 428) Ders Detayları

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Uzaktan Algılama Teknolojileri

Yapay Sinir Ağları ve Yüksek Enerji Fiziği Uygulamaları

Temel Prensipler. Temel Prensipler. Temel Prensipler. Temel Prensipler. Hikaye

EKG Ritim Bozuklukları

SİSMİK DARBELERİN SINIFLANDIRILARAK DEPREM TEHLİKESİNİN TAHMİN EDİLMESİ

Otomatik Doküman Sınıflandırma

Sonlu Elemanlar Yöntemi İle EKG İşareti Benzetimi

Dr.Ahmet İşleyen Bülent Ecevit Üniversitesi Kardiyoloji ABD Aralık 2015

Eğiticili (supervised) öğrenme: Sınıflandırma (classification) Sınıf sayısı ve bir grup örneğin hangi sınıfa ait olduğu bilinir

Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. Şekil Tanıma Final Projesi. Selçuk BAŞAK

Ventriküler takikardi EKG si. Dr.Ahmet Akyol Acıbadem Üniversitesi Tıp Fakültesi Kardiyoloji ABD 3.Atriyal Fibrillasyon Zirvesi, Antalya 2014

PSM 11 PEM YAKIT HÜCRELERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİ

A UNIFIED APPROACH IN GPS ACCURACY DETERMINATION STUDIES

Neural Networks Detection for Drinking Water Quality Proc. Int. Conf. Modeling and Simulation, vol. 2, sf , Aug 28-30, 2006, Konya - Turkey

Yapay Sinir Ağı Tabanlı Modülasyon Tanıma Sistemlerinde Kullanılan Eğitim Algoritmalarının Karşılaştırmalı Başarım Analizi

Transkript:

Akıllı Sistemler ve Uygulamaları Dergisi, Cilt: 1, Sayı: 2, Sayfa 201-205, 2018 201 NI LabVIEW Biyomedikal Yazılımı ile EKG İşaretlerinin Öznitelik Çıkarımı ve Yapay Sinir Ağları ile Sınıflandırılması Feature Extraction of ECG Signals using NI LabVIEW Biomedical Workbench and Classification with Artificial Neural Network Ebru Sayılgan 1, Savaş Şahin 2 1 Biyomedikal Teknolojiler Anabilim Dalı, İzmir Katip Çelebi Üniversitesi, İzmir, Türkiye ebru_drms@hotmail.com 2 Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, İzmir Katip Çelebi Üniversitesi, İzmir, Türkiye sahin.savas@yahoo.com Özetçe Bu çalışmada, kalp fonksiyon bozukluklarının tespiti için Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Beth İsrail Hastanesi (MIT-BIH) tarafından kaydedilen normal ve birbirinden farklı kalp atım türlerini içeren veri seti kullanılmıştır. Bu veri setinde mevcut olan normal kalp atımı ve altı farklı aritmi türlerinden LabVIEW Biyomedikal Yazılımı kullanılarak öznitelik çıkarımı yapılmıştır. Elde edilen işaretlere Yapay Sinir Ağı (YSA) sınıflandırma yöntemi ile çoklu sınıflandırma uygulanarak sonuçları incelenmiştir. Aynı veri seti üzerinde öznitelik çıkarımı yapılmadan da sınıflandırma performansları karşılaştırılmıştır. Sınıflandırıcı performansları doğruluk, duyarlılık ve seçicilik sınıflandırma performans ölçütleri ile değerlendirilmiştir. Sınıflandırıcı başarımlarında, Normal atım türünün diğer aritmi türlerine kıyasla en yüksek başarıya %99 doğruluk oranına sahip olduğu görülmüştür. Sonuç olarak her iki analiz yönteminin de başarılı olduğu ancak LabVIEW Biyomedikal yazılımı kullanıldığında sınıflandırma sonuçları daha yüksek başarıma ulaşmıştır. Anahtar Kelimeler NI LabVIEW Biyomedikal Yazılımı; EKG; Öznitelik Çıkarımı; Yapay Sinir Ağı. Abstract In this study, a data set containing normal and different heart beat types recorded by the Massachusetts Institute of Technology-Beth Israel Hospital (MIT-BIH) was used for the detection of cardiac dysfunctions. In this data set, features were extracted using the LabVIEW Biomedical Workbench from the normal heartbeat and six different arrhythmia types. Obtained signals were evaluated by using Artificial Neural Network multiple classification method. Classification performances were compared before extracting the feature on the same data set. Classifier performances were evaluated by accuracy, sensitivity and selectivity performances criteria of classification. In the classifier performances, the "Normal" beat rate was found to be 99% accurate with the highest success compared to other arrhythmia types. As a result, both analysis methods are successful, but when the LabVIEW Biomedical Workbench is used, the classification results have achieved higher success. Keywords NI LabVIEW Biomedical Workbench; ECG; Feature Extraction; Artificial Neural Network. I. GİRİŞ Geçmişten günümüze kadar ölüme sebebiyet veren en önemli problemlerden biri kalp hastalıklarıdır. Kalp hastalıklarının erken teşhisi ve tedavisi ölümleri önleyerek, daha sağlıklı yaşama olanağı sunar. İnsan vücudu üzerinden algılanan ve kalp aktivitesini gösteren elektriksel işaretlere elektrokardiyogram (EKG) denir. Kalbin çalışmasının bir göstergesi olan ve hastaya zarar vermeden, vücut üzerinden kolaylıkla elde edilebilen EKG işaretleri, işlenme ve yorumlama açısından büyük öneme sahiptir [1]. EKG verileri vücut üzerinden elektrotlar yardımıyla alınabilir. EKG de kalbin izoelektrik seviyesi (taban hattı) üzerinde kalp aktivitesini gösteren kısımlar harflerle simgelenir. Bu harfler sırasıyla P dalgası, QRS kompleksi ve T dalgasından oluşmaktadır. P dalgası Atrial depolarizasyon (kasılma) süresini ifade eder. P dalgasının başlangıcından QRS in başlangıcına kadar geçen süre PQ segmenti olarak ifade edilir ve uyarının ventriküllere (karıncıklara) iletilme süresini gösterir. QRS kompleksi, ventriküler depolarizasyon ve atrial (kulakçık) repolarizasyon sürelerinin toplamını verir. EKG de en yüksek pozitif dalgadır [2]. T dalgası ise, ventriküler repolarizasyon süresini belirtir [3].

Akıllı Sistemler ve Uygulamaları Dergisi, Cilt: 1, Sayı: 2, Sayfa 201-205, 2018 202 Şekil 1. EKG sinyali ve çeşitli EKG paremetreleri Dalgaların şekilsel biçimi ve süreleri, bu dalgaların birbirleriyle ilişkileri, kalp atış düzensizliklerinin tanımlanmasında dolayısıyla kalp hastalıklarının teşhisinde ve biyomedikal sinyal işlemede önemli bir alandır. Kalpteki düzensiz tüm vuru fazları aritmi olarak isimlendirilir ve kalp ritminin bozuk olduğu anlamına gelmektedir. Aritmi terimi yalnız kalp hızının yavaş ya da hızlı olmasını ve düzensizliğini değil aynı zamanda iletim ve uyarı bozukluklarını da içine almaktadır [2]. EKG Parametreleri Aralıkları RR aralığı QRS süresi P dalga süresi PQ segmenti PR aralığı ST segmenti T dalga süresi QT aralığı Süre (s) 0,6-1 s 0,06-0,10 s 0,1 s 0,08 s 0,10-0,20 s 0,08 s 0,15 s 0,35-0,425 s Tablo I. EKG işareti için bazı tipik değerler Yapılan çalışmada ise MIT-BIH tarafından sağlanan EKG aritmi veri seti kullanılmıştır. Farklı aritmi türlerinden ve normal kalp atımlarından çeşitli özniteliklerin çıkarılması ve çıkarılmaması durumları literatürde de yaygın olarak kullanılan ve başarı oranı oldukça yüksek olan Yapay Sinir Ağı (YSA) ile sınıflandırılarak sonuçları karşılaştırılmıştır. Literatürden farklı olarak NI LabVIEW Biomedikal Yazılımı kullanılarak sinyallerden çeşitli öznitelikler çıkarılmış ve çıkarılan özniteliklerin sınıflandırma başarımlarına ne ölçüde etki ettiğinin bulunması hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda YSA kullanılarak sınıflandırılan dataların sınıflandırma performansları doğruluk, seçicilik ve duyarlılık değerleri hesaplanarak sınıflandırma performansları karşılaştırılmıştır. II. MATERYAL VE YÖNTEM A. EKG Veritabanı Bu çalışmada kullanılan veri seti, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Beth İsrail Hastanesi aritmi veri tabanında olan iki kanallı 30dk. lık süreyi içeren 48 kaydı içermektedir. Bu kayıtların tamamı BIH aritmi laboratuvarı tarafından 1975 ile 1979 yılları arasında çalışılan 47 denek üzerinden alınmıştır. Kayıtların 25 i erkek ve 22 si kadındır [4]. Kayıtların yaklaşık %60 ı hastanede yatan hastalardan, %40 ı ise ayakta tedavi edilen hastalardan elde edilmiştir. Veri tabanı ayakta tedavi edilen hastalardan 24 saatlik 4000 kayıttan rasgele seçilmiş 23 tanesini içermektedir. Bu kayıtlar 100-124 aralığında numaralandırılmıştır. Kayıtların geri kalanı ise rastgele seçilmiş olup 200-234 arasında etiketlenmiştir [4], [5]. Bu kayıtlardan elde edilmiş Normal vuru (N), Sol dal blok vurusu (L), Sağ dal blok vurusu (R), Erken kulakçık kasılması vurusu (A), Erken karıncık kasılması vurusu (V), Karıncık kaçak vurusu (E) ve Karıncık düz dalga vurusu (!) sınıflandırma algoritmasına giriş verisi olarak hazırlanmıştır. MIT- BIH İsim Adet N Normal beat 2237 L Left bundle branch block beat 8070 R Right bundle branch block beat 3440 A Atrial premature beat 564 V Premature ventricular contraction 2323 E Ventricular escape beat 105! Ventricular flatter wave 472 TOPLAM 17211 Tablo II. EKG Veri Seti B. EKG Verilerinden Öznitelik Çıkarımı Öznitelik çıkarma, kaydedilen EKG sinyalinden ayırt edici özelliklerin çıkarılarak öznitelik vektörünün elde edilmesi işlemidir. Çeşitli kalp atım düzensizliklerinin tespitini kolaylaştırmak ve teşhisin doğruluğunu arttırmak için EKG verilerinden en önemli özelliklerin çıkarılması zorunlu olmamakla birlikte test edilebilirdir. Bu amaçla QRS genliği, QRS genişliği, PR aralıkları, QT aralıkları vb. değerler öznitelikler olarak kullanılabilir. NI LabVIEW Biyomedikal Araç Seti (NI LabVIEW Biomedical Toolkit) veya NI LabVIEW Biomedikal Yazılımında (NI LabVIEW Biomedical Workbench) var olan EKG Özellik Çıkarıcı (ECG Feature Extractor) arayüzünü kullanarak hızlı ve kolay bir şekilde öznitelik çıkarımı yapmak mümkündür [6].

Akıllı Sistemler ve Uygulamaları Dergisi, Cilt: 1, Sayı: 2, Sayfa 201-205, 2018 203 Şekil 2. EKG Öznitelik Çıkarıcı EKG Özellik Çıkarıcı öncelikle sinyaldeki tüm atımları tespit eder ve her atım için diğer özellikleri ayıklar. Bu çalışmada QRS genliğinin, QRS genişliğinin, nabzın, Iso seviyesinin, ST seviyesinin, PR aralığının ve QT aralığının herbirinin ortalaması ve standart sapması öznitelik vektörleri olarak kullanılmıştır. Bu öznitelikler NI LabVIEW EKG Özellik Çıkarıcı Raporu ile Şekil 3'te gösterildiği gibi tespit edilmiştir. Öznitelikleri çıkarılan sinyaller aynı program sayesinde.tdms dosyası formatında kaydedilmiştir. C. EKG Verilerinin Sınıflandırılması Sınıflandırma işlemi iki veya daha fazla sınıfı, nesneyi veya olayı tanıma yada birbirinden ayırt etme işlemidir. Sınıflandırma işlemi temel olarak iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada sınıflandırma sistemi, nesnelerden alınan veriler ışığında eğitilir. Eğitme işlemi bittikten sonra, ikici aşamada herhangi bir nesneden alınan veri, sınıflandırma sistemine giriş olarak verilerek bunun hangi sınıfa ait olduğuna karar verilir [7, 8, 9]. Bilgisayar destekli aritmi sınıflandırması, kalp hastalıklarının teşhisinde önemli bir rol oynamaktadır. Yapılan çalışmalar doğrultusunda, bazı otomatik ve nispeten hızlı EKG yorumlayıcı sistemler mevcut olup, bu bilgisayar destekli sistemlerin geliştirilmesi üzerine çalışmalar artarak devam etmektedir. Bu sebeple, çeşitli alanlarda veri analizlerinde sıklıkla kullanılan yapay sinir ağları, görüntü işleme, ses tanıma, örüntü tanıma vb. problemlerinin yanı sıra tıbbi alanda hastalık teşhisinde de oldukça etkin kullanılmaktadır [10-13]. Şekil 4. Geliştirilen YSA modeli Şekil 3. Çeşitli EKG parametrelerinin genlik ve süreleri Yapay sinir ağlarının oluşturulması ve eğitilmesi aşamasında çok katmanlı bir YSA modeli Matlab ortamında Neural Network Tool da oluşturulmuştur. Oluşturulan modelde öğrenme kuralı olarak geri yayılım algoritması (traingdx) kullanılmış ve bu öğrenme kuralındaki parametrelerden öğrenme oranı (learning rate, lr), maksimum iterasyon sayısı (itnum) parametreleri için optimum değerler denenerek belirlenmiştir. Buna ek olarak ara katmandaki gizli nöron sayısı için de benzer bir işlem gerçekleştirilerek, optimum gizli nöron sayısına karar verilmiştir. Sınıflandırma işlemi esnasında toplam veri seti, eğitim, doğrulama ve test verileri olmak üzere üçe ayrılmıştır. Her bir denemeye ait verilerin %60 i eğitime, %5 i doğrulamaya ve %35 i ise test kümesine yerleştirilerek bir çözüm yapılmıştır. Sınıflandırma performansı ise toplam verilerinden elde edilen yüzdesel çoklu sınıflandırma doğruluğu olarak ele alınmıştır. Sonuç olarak 2237 si normal ve geri kalanı altı farklı aritmiden

Akıllı Sistemler ve Uygulamaları Dergisi, Cilt: 1, Sayı: 2, Sayfa 201-205, 2018 204 oluşan verilerin kaç tanesinin doğru sınıflandırıldığı bulunmuştur. D. Sınıflandırıcı Performansının Değerlendirilmesi Bu çalışmada yapılan performans değerlendirmesi için kullanılan ölçütler aşağıda verilmektedir; ACC = SEN = SPE = TP+TN TP+FN+FP+TN (1) TP TP+FN (2) TN TN+FP (3) Yukarıdaki formüller sırasıyla doğruluk (ACC), duyarlılık (SEN) ve seçicilik (SPE) olarak ifade edilmektedir. Denklemlerdeki tüm değerler Confusion Matrix kullanılarak Matlab ortamında hesaplanmaktadır. Burada gerçekte bir sınıfa ait olup sınıflandırıcı tarafından da aynı sınıfa atanan verilerin sayısı TP, yanlışlıkta farklı bir sınıfa atanan verilerin sayısı FN ile temsil edilmektedir. Yine gerçekte farklı bir sınıfa ait olup sınıflandırıcı tarafından da farklı bir sınıfa atanan verilerin sayısı TN, yanlışlıkla aynı sınıfa atanan verilerin sayısı FP ile temsil edilmektedir [8, 14]. III. DENEYSEL SONUÇ VE TARTIŞMA NI LabVIEW Biomedikal Yazılımı kullanılarak çıkarılan EKG sinyallerinin öznitelik vektörleri, MATLAB 2016 sürümünde yapay sinir ağı algoritması kullanılarak EKG veri setindeki normal ve farklı aritmi türlerindeki veriler sınıflandırılmaya çalışılmıştır. Bunun yanı sıra aynı veriler öznitelik çıkarımı yapılmadan da doğrudan aynı sınıflandırıcı olan YSA ile sınıflandırılmıştır. Çalışmada izlenen iki farklı yol sonucunda ölçülen sınıflandırma performansı ACC, SEN ve SPE ölçütleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Elde edilen değerler ise TABLO III de sunulmuştur. Tabloda gösterilen YSA 1, verilerden öznitelik çıkarımı yapılmadan doğrudan sınıflandırma sonuçlarının performansını, YSA 2 ise öznitelik çıkarımı sonrasında uygulanan sınıflandırma algoritmasının başarımını göstermektedir. YSA 1 ve YSA 2 sınıflandırıcı sonuçları irdelendiğinde, YSA 1 sınıflandırma sonuçlarının yüzde başarımının YSA 2 sonuçlarına kıyasla hemen hemen bütün aritmi türlerinde daha düşük değerlerde olduğu görülmektedir. YSA 1 sınıflandırma sonuçlarında, her bir aritmi türünün duyarlılık, seçicilik ve doğruluk başarımlarını kendi aralarında karşılaştırdığımızda ise Normal vuru (N) sınıfının doğru tahmin edilme başarımı sırasıyla %89, %84 ve %86 ile diğer aritmi türlerinden daha yüksek oranda ayırt edilebildiği görülmektedir. Sağ dal blok vurusu (R), Erken kulakçık kasılması vurusu (A), Erken karıncık kasılması vurusu (V) sınıflarının ise diğer aritmi türlerine kıyasla daha düşük sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Özellikle R, A, V, E,! sınıfı aritmi verilerinin duyarlılık değerlerinin düşük olduğu görülmektedir. YSA 2 sınıflandırıcısında ise duyarlılık, seçicilik ve doğruluk başarımları kendi aralarında karşılaştırıldığında benzer sonuçlar elde edildiği fakat YSA 1 sınıflandırıcısına kıyasla daha yüksek performans gösterdiği belirtilmiştir. Yine bu yöntem sonucu yapılan sınıflandırmada da N sınıfı kalp atımlarının aritmik atımlardan daha yüksek başarım ile ayrılabildiği %98 doğruluk, %99 duyarlılık ve %99 seçicilik değerleriyle kanıtlanmıştır. Diğer aritmi türlerinin de bu yöntemle yüksek başarımla sınıflandırılabildiği görülmektedir. Sınıflar Sınıflandırıcılar YSA 1 YSA 2 SEN SPE ACC SEN SPE ACC N 89 84 86 98 99 99 L 81 80 81 90 93 88 R 61 78 77 84 98 95 A 70 72 77 79 88 88 V 72 79 71 76 86 82 E 70 89 89 83 89 88! 80 74 80 83 84 83 Tablo III. EKG Verilerinin Sınıflandırma Başarımları (%) Sonuç olarak aritmi türleri arasındaki sınıflandırma performansları karşılaştırıldığında, Normal atım türünün diğer aritmi türlerine kıyasla en yüksek başarıya %99 doğruluk oranıyla sahip olduğu görülmüştür. YSA 2 sınıflandırma sonuçlarının genel olarak YSA 1 den daha yüksek sonuçlar verdiği de belirtilmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda, kullanılan veri setine uygulanan her iki yöntemin de kullanılabilir olduğu tespit edilmiştir. Fakat sinyal analiz adımlarının en önemli basamaklarından biri olan öznitelik çıkarımını göz ardı etmeden sınıflandırma yapılmasının sonucunda daha yüksek başarımlar elde edildiği kanıtlanmıştır. KAYNAKÇA [1] Z. Dokur, Yapay Sinir Ağları ve Genetik Algoritmalar Kullanılarak EKG Vurularının Sınıflandırılması, İstanbul Teknik Üniversitesi, 1999. [2] Golschlager, M. D., Goldman, M.J. Principles of clinical electrocardiography. Appleton & Lange, USA, 356, 1989. [3] Rangaraj M. Rangayyan, Biomedical Signal Analysis, sf:178-179, 2002. [4] G. Moody, and R. Mark, The MIT-BIH Arrhythmia Database on CD-ROM and software for use with it, in Proceedings Computers in Cardiology, pp. 185 188, 1990. [5] G. B. Moody and R. G. Mark, The impact of the MIT-BIH arrhythmia database., IEEE Eng. Med. Biol. Mag., vol. 20, no. 3, pp. 45 50, 2001. [6] A. Deshmukh, and Y. Gandole., ECG Feature Extraction Using Ni LabVIEW Biomedical Workbench, International Journal of Recent Scientific Research, Vol. 6, Issue, 8, pp.5603-5607, August, 2015

Akıllı Sistemler ve Uygulamaları Dergisi, Cilt: 1, Sayı: 2, Sayfa 201-205, 2018 205 [7] Duda R. O., Hart P. E., Stork D. G., Pattern Classification, New York: John Wiley and Sons, 2. Baskı, 2001. [8] E. Sayılgan, Ö. Karabiber, Y. İşler, Aritmi Türlerinin Tespit Edilmesinde Kümeleme Algoritmaları ve Aşırı Öğrenme Makinesi Kullanımı, IEEE 25. Sinyal İşleme ve İletişim Uygulamaları Kurultayı (SIU), Antalya, Türkiye, 2017. [9] E. Öztemel, Yapay Sinir Ağları. İstanbul: Papatya Yayıncılık, 2003. [10] M. Engin, ECG beat classification using neuro-fuzzy network, Pattern Recognit. Lett., vol. 25, no. 15, pp. 1715 1722, Nov. 2004. [11] P. Erdoğmuş and A. Pekçakar, Dalgacik dönüşümü ile ekg sinyallerinin özellik çikarimi ve yapay sinir ağlari ile siniflandirilmasi, pp. 13 15, 2009. [12] S. Yu and K. Chou, Integration of independent component analysis and neural networks for ECG beat classification, Expert Syst. Appl., vol. 34, pp. 2841 2846, 2008. [13] İ. Güler and E. D. Übeyli, ECG beat classifier designed by combined neural network model, Pattern Recognit., vol. 38, no. 2, pp. 199 208, Feb. 2005. [14] A. Narin, Y. İşler, M. Özer, Konjestif Kalp Yetmezliği Teşhisinde Kullanılan Çapraz Doğrulama Yöntemlerinin Sınıflandırıcı Performanslarının Belirlenmesine Olan Etkilerinin Karşılaştırılması, DEÜ Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16(48), 1-8, 2014.