Akademik Veri Yönetim Sistemi
20. Ulusal Sinirbilim Kongresi, İstanbul, Türkiye, 19 - 23 Ekim 2022
Amaç
Gelişimsel diskalkuli,
aritmetik becerilerin normal kazanımını etkileyen özel bir öğrenme güçlüğüdür. Bu çalışmanın amacı gelişimsel diskalkuli teşhisine
yardımcı olacak bir yapay zekâ modeli oluşturmaktır. Ayrıca çalışma kapsamında
eğitilmiş derin öğrenme modelinin aktivasyon haritalarının incelenmesiyle
diskalkuli tarafından etkilenmiş anatomik yapıların tespiti planlanmıştır.
Gereç ve Yöntem:
Çalışmada kullanılan veri seti 12 diskalkuli hastası
ve 13 sağlıklı kontrole ait difüzyon tensor görüntüleme (DTG) verisinden oluşmaktadır.
Sekiz hasta modelin doğruluk oranını test etmek için ayrıldı. Ön işleme
aşamasında ham DTG verisindekafa kemiklerinin ayrılması (BET brain extraction)
ve bazı artefaktların giderilmesi (eddy current correction) yöntemleri
uygulandı. Ön işlemeden sonra veri setinden fraksiyonel anizotropi (FA)
görüntüleri, özdeğerler ve özvektörler çıkartıldı. FA görüntüleri daha
sonrasında derin öğrenme modelini eğitmek için kullanıldı. Daha sonrasında
diskalkuli hastalarını sınıflamak için yapay zekâ tarafından kullanılan
anatomik bölgeleri tespit etmek amacıyla “Gradcam Algoritması” entegre edildi.
Bu şekilde diskalkulik hastaların etkilenmiş olan anatomik yapıları görselleştirilmiş
ve modelin karar verme mekanizması açıklanmıştır.
Bulgular:
Modelin diskalkuli sınıflama performansını ölçmek için
beş kat çapraz doğrulama yöntemi kullanıldı (five-fold cross validation). Test
seti üzerinde yapılan ölçümler sonrasında %80 ortalama doğruluk oranı, %80.6
ortalama sensitivite ve %86.4 ortalama spesifite hesaplanmıştır. Gradcam
algoritması kullanılarak çıkartılan harita sonuçları analiz edildiğinde
sağlıklı kontrollerden farklı olarak diskalkuli hastalarında anteriyor korpus kallozumun
(genu) sınıflamaya katkıda bulunduğu gözlendi.
Sonuç:
Derin öğrenme modelimiz diskalkuli ve sağlıklı
kontroller arasında yüksek doğruluk oranı ile (%80) ayrım yapabilmektedir.
Gradcam algoritmasının uygulanmasıyla, diskalkulik hastalarda anteriyor korpus
kallozumun kontrollere göre farklılık gösterdiği gösterilmiştir. Literatürdeki nörogörüntüleme çalışmaları diskalkuli
hastalarında artmış frontal bölge aktivasyonuna işaret etmektedir. Bu bulgu ile
uyumlu olarak, çalışmamızda gösterilen anteriyor korpus kallosumdaki
hasta-kontrol farkı, diskalkulide sol-sağ prefrontal korteks arasındaki
interhemisferik bağlantıda bir sorunu işaret edebilir.