Parkinson Hastalığı Tetkiklerinde Kortikal Motor ve Algı Sistemi Ölçümlerinin Makine Öğrenmesi Yöntemleri ile Birleştirilmesi

Abstract

60 yasından sonra artan yaygınlık oranı ve hastaların farmakolojik veya cerrahi müdahalelerle uzayan yasam süreleri, Parkinson hastalıgının teshisi ve izlenmesi için yüksek dogruluga sahip ve güvenilir teletıp sistemlerinin ihtiyacını beraberinde getirmektedir. Uzaktan teshis sistemlerinde hasta verilerinin kontrollerden ayırt edilmesini saglayacak modeller gelistirilirken, uzaktan izleme sistemlerinde bu alanda standart kabul edilen Birlesik Parkinson Hastalıgı Degerlendirme Ölçeginin (Unified Parkinson's Disease Rating Scale-UPDRS) modellenmesine dayanan yaklasımlar önerilmistir. Bu sistemler genellikle hastalıgın sebep oldugu disfoni ve mikrografi gibi motor sistemi aksaklıklarını ölçmeye dayanmaktadır. Bu projenin temel amacı, motor sistemi aksaklıklarının ölçülmesine dayalı teshis ve izleme sistemlerinin basarımını arttırmak ve hastalardan motor sistemi ölçümlerine ek olarak algı sistemi ölçümleri de toplayarak, elde edilen çok-kipli veri kümesini gelistirilecek makine ögrenmesi yöntemleri ile teshis ve izleme için birlikte analiz etmektir. Proje kapsamında motor sistemi aksalıklarının ölçümü için deneklerden ses kayıtları alınmıstır. Teshis sisteminin basarısının arttırılması ve UPDRS tahmini hatasının düsürülmesi amacıyla ses sinyallerinden, Parkinson hastalarında görülen disfonilerin ölçümünde literatürde henüz kullanılmamıs olan ayarlanabilir-Q dalgacık dönüsümü (AQDD) yöntemi ile öznitelik çıkarımı yapılmıstır. Bu özniteliklerin çesitli makine ögrenmesi yöntemlerine girdi olarak verilmesiyle elde edilen sınıflandırma ve UPDRS tahmini basarıları literatürdeki en basarılı yöntemlerle karsılastırılmalı olarak analiz edilmistir. Sonuçlar, AQDD yönteminin bu sistemlerin basarısını önemli ölçüde arttırdıgını göstermistir. Motor olmayan aksaklıkların temsili için hastalara titresim uyaranlı bir cihaz ile testler uygulanmıstır. Bu cihaz dokunsal uyaranlar üreterek, denegin hissettigi uyaranların genlik ve sürelerini ayırtetme gibi görevlerdeki basarısına göre, korteksin algı sistemindeki bazı temel islevlerinin kalite degerlendirmesini yapmayı hedeflemektedir. Ek olarak, proje kapsamında bu cihazın sıcaklık uyaranlı versiyonu gelistirilmis ve uygunalabilirlik testlerinin tamamlanmasının ardından hastalara uygulanmıstır. Ses kayıtlarından çıkartılan öznitelikler ve bu cihazlarla gerçeklestirilen test sonuçlarının birlestirilmesi için yapay sinir agları tabanlı almasık regresyon yönteminin dogrusal olmayan versiyonu gelistirilmis ve toplanan çok-kipli veriye uygulanmıstır. Sonuçlar, sadece motor sistemi verilerinin kullanıldıgı yaklasıma göre UPDRS tahmini basarısının arttıgını göstermistir.