Machine Learning for Healthcare

Julkaisun otsikon käännös: Koneoppiminen terveydenhuollossa

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Koneoppimista on lähiaikoina ehdotettu moniin lääketieteellisiin tehtäviin. Erityisesti syvillä neuroverkoilla on saavutettu erinomaisia tuloksia luokittelutehtävissä. Monet tutkimukset ovat kuitenkin käyttäneet yksinkertaistettuja luokittelujärjestelmiä, kuten lähetteen vaativuuden ennustaminen diabeettisen retinopatian tapauksessa. Kliinisiä vakavuusasteikkoja käyttävät tutkimukset eivät ole arvioineet luokittimien epävarmuutta, joka on tärkää tietää niiden soveltamiseen lääketieteen saralla. Automaattisten segmentaatioalgoritmien kattavaa analyysiä ja vertailua useamman radiologin väliseen vaihteluun ei ole lisäksi tehty joillekkin vaativille tehtäville, kuten mandibulaarikanavan automaattiselle segmentaatiolle. Koneoppimisalgoritmeja tulisi pystyä kouluttamaan sairaalaympäristön omalla aineistolla, joka saattaa olla haastavaa aineiston määrän suhteen. Tämä väitöstyö käsittelee koneoppimisen soveltamista moniin lääketieteellisiin tehtäviin suomalaisten sairaala-aineistojen avulla. Syviä konvoluutioneuroverkkoja sovelletaan diabeettisen retinopatian ja makulaturvotuksen luokitteluun kliinisesti käytetyillä vakavuusasteikoilla. Myös bayesilaisten neuroverkkojen approksimaatioita tutkitaan epävarmuuden huomioivaan diabeettisen retinopatian luokitteluun kliinisellä aineistolla. Työssä luodaan yhteys epävarmuuspohjaisen luokittelujen hylkäämisen ja hylkäysvaihtoehtoluokituksen välille, jonka avulla kehitetään uusi epävarmuusmittari. Konvoluutioneuroverkkoa sovelletaan myös mandibulaarikanavan segmentaatioon kartiokeilatietokonetomografiakuvista ja sitä verrataan useamman radiologin väliseen vaihteluun tässä tehtävässä. Lopuksi tässä työssä tarkastellaan useita koneoppimismenetelmiä pikkukeskosten kuolleisuuden ja sairastuvuuden ennustamiseen, ja tutkitaan mitkä piirteet ovat tärkeitä tähän tehtävään. Tulosten perusteella voidaan arvioida, että jopa suhteellisen pientä suomalaista sairaala-aineistoa voidaan käyttää diabeettisen retinopatian ja makulaturvotuksen luokitteluun kliinisesti käytetyillä vakavuusasteikoilla. Bayesilaisten neuroverkkojen approksimaatiot pystyvät myös hyödyntämään kehitettyä epävarmuusmittaria tarkkaan epävarmuuden arviointiin diabeettisen retinopatian luokittelussa kliinisellä vakavuusasteikolla. Syvän konvoluutioneuroverkon näytetään saavuttavan parempia tuloksia kuin aikaisemmat lähestymistavat mandibulaarikanavan segmentaatiossa. Sen näytetään myös paikallistavan mandibulaarikanavan pienemmällä vaihtelulla kuin useamman radiologin välinen vaihtelu. Satunnaismetsä -luokitin saavutti parempia tuloksia kuin muut menetelmät pikkukeskosten kuolleisuuden ja sairastuvuuden ennustamisessa.
Julkaisun otsikon käännösKoneoppiminen terveydenhuollossa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Solin, Arno, Vastuuprofessori
  • Särkkä, Simo, Ohjaaja
  • Kaski, Kimmo, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1008-1
Sähköinen ISBN978-952-64-1009-8
TilaJulkaistu - 2022
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • koneoppiminen
  • syväoppiminen
  • bayesilaisten neuroverkkojen approksimaatiot
  • terveydenhuolto

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Koneoppiminen terveydenhuollossa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä