Serviks Uteri Kanseri Tanılı Hastalarda Yapay Zeka Teknikleri ile Yineleme Öngörüsü


Gürsel Ş. B., Alanyalı S., Özsaran Z.

15. Ulusal Radyasyon onkolojisi Kongresi, Antalya, Turkey, 6 - 10 December 2023, pp.152, (Summary Text)

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Antalya
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.152
  • Ondokuz Mayıs University Affiliated: Yes

Abstract

Giriş: Serviks uteri kanseri dünyada en sık görülen 4. kanser

türüdür. Tüm bilinen uygun tedavilere rağmen bazı hastalar tedavi

sonrası takiplerinde yineleme gösterirken, bir kısmı ise sorunsuz takipte

kalmakta ve hastalıksız yaşamlarını sürdürmektedir. Yineleme

riski yüksek hastaların önceden belirlenebilmesi bu hastaların daha

yoğun tedavilere ve çalışmalara yönlendirilmesiyle sağkalımın arttırılması

adına önemlilik arz etmektedir. Yapay zekâ algoritmaları çoğu

kanser vakasında prognoz ile ilişkili bulunan değişkenlerin çoklu analizi

ve sağkalım öngörüsü oluşturması açısından umut vaadedicidir.

Materyal ve Metot: Bu çalışmada iki merkezden elde edilen 208

opere serviks uteri kanserli hasta verisi kullanılarak yineleme paterni

üzerine etkili olabilecek prognostik faktörler kullanılarak yapay zekâ

teknikleri ile yineleme olasılığının öngörüsü yapılmıştır.

Yineleme üzerine etkili olabilecek değişkenlerin dökümü Tablo 1

de verilmiştir.

MATLAB and Simulink R2021b ile hem kod yazarak hem de ‘Tool

Box’lar yardımı ile Yapay Sinir Ağları (ANN), K Yakın Komşuluk

Algoritması (k-NN), Karar Ağacı Algoritması ve Destek Vektör

Makinaları (SVM) modelleri kurularak verilerle eğitim gerçekleştirildikten

sonra test verisi ile modelin doğruluğu sınandı.

Veri ön işleme basamaklarında sürekli değişkenler katogorik değişkenlere

dönüştürüldü, veri temizleme işlemeleri yapıldı. Veri seti %70

eğitim ve %30’u test olarak random şekilde ayrıldı. Matlab programında

‘feature extraction’ özelliği kullanılarak değişkenler modele

eklenip çıkarılarak modeller çalıştırıldı ve en yüksek doğru tahmin

elde edilmeye çalışıldı.

ANN modeli: MATLAB programında hem kodlama hem de hazır

fonksiyon ve menüler sayesinde ANN modelini kurmak mümkün

olmaktadır. 10 iterasyonu takiben oluşan en iyi başlangıç noktasına

göre 2 katmanlı ve her katmanda 10 nöron bulunan ANN modeli

kurularak uygulandı. Sonuçta eğitim setinde hata oranı %5.5 ve

Test setinde ise yineleme olan 33 hastanın 30’unda doğru tahmin

(başarı %90.9) ve yineleme olmayan 31 hastanın 30 unda doğru

tahmin (başarı %96.7), toplam başarı oranı ise %93.7 olarak saptandı

(Resim 1).

k-NN modeli: Sonuçta eğitim setinde başarı %87.3 olmakla beraber,

test setinde ise yineleme olan hastalarda başarılı tahmin oranı

%93.7, yineleme olmayan hastalarda ise 8 yanlış tahmin ile %73.33

olarak saptandı.

SVM modeli: ‘predict(fitcsvm(train_data, train_labels,’Kernel-

Function’,’rbf’), test_data)~= test_labels)’ fonksiyonu ile kurulan

MATLAB SVM modeli veri setinde uygulaması ile ilgili görsel

Resim’de verilmiştir. Bu modelin uygunluk oranı ise %78.5 olarak

saptanmıştır.

Karar Ağacı Modeli: Karar ağacı model uygulaması ise

‘Classification Lerner Tool Box’ aracılığı ile gerçekleştirildi. Daha

önce düzenlenen eğitim serisi ve sonucu ile %88.2 başarı sağlanırken,

test grubunda da benzer bir şekilde %87.5 doğru yineleme tahmini

sağlandı.

Sonuç: Onkoloji alanında oluşan verinin doğru ve etkin değerlendirilerek

bilgiye dönüşmesi açısından bu ve benzeri veri madenciliği

ve yapay zekâ uygulama çalışmalarına yoğun ihtiyaç vardır. ANN

modeli ile serviks uteri kanserinin yineleme riski %93.7 oranında

doğru tahmin edilebilmiştir. Yineleme riski yüksek hastaların daha

yoğun kişiselleştirilmiş tedavi programlarına yönlendirilmesi ile kanser

hastalarındaki tedavi sonuçlarında iyileşme elde edilebilecektir.