22 Temmuz 2025
Bu çalışma, astımın non-invaziv erken tespiti için ayırt edici ses özelliklerini çıkarmak için MATLAB'ı kullanarak ses sinyali analizi ve makine öğrenimi yöntemlerini kullanmıştır. Destek Vektör Makinesi (SVM) ve Rastgele Orman (RF) algoritmaları, genel sınıflandırma doğruluğu açısından karşılaştırılabilir performans göstermiştir, ancak SVM duyarlılık ve özgüllük arasında daha iyi bir denge sağlayabilir.
- Daha sonra bu alandaki en son gelişmeleri ve mevcut deneysel zorlukları tartışacağım. Mevcut teknolojiler, ses sinyallerindeki hastalıkla ilgili kalıpları tespit etmek için yapay zeka güdümlü ses analizi, SVM gibi hareket teknikleri, MFCC gibi sinyal işleme araçları ve değişken akustik sensörler kullanır. Ses tabanlı tanıların klinik çevirisindeki mevcut zorluklar arasında kıt veri, sınırlı model genellemesi, gizlilik etiği, çatışmalar ve birlikte çalışabilirlik engelleri yer almaktadır.
[Öğretim Görevlisi] Başlamak için komut satırı aracını açın ve GitHub deposunu yerel makineye kopyalayın. Python'u makineye yüklemek için resmi Python web sitesine gidin. Python'u kurduktan sonra requirements.txt dosyasını kullanarak gerekli Python kütüphanelerini kurunuz. Alternatif olarak, metin dosyası mevcut değilse, verilen komutu kullanarak gerekli kitaplıkları manuel olarak kurun. Ardından PyCharm'ı resmi web sitesinden yükleyin. Şimdi, klonlanmış depodaki ana komut dosyalarını bulun. Python dosyalarını açmak ve içeriklerini ve yapılarını gözden geçirmek için PyCharm veya bir metin düzenleyici kullanın. Veri kümesini yapılandırmak için, kodun gerektirdiği veri dosyalarının kullanılabilir olduğunu ve Excel biçiminde kaydedildiğini doğrulayın. Komut dosyalarındaki dosya yollarını, sistemdeki gerçek dosya konumlarıyla eşleşecek şekilde güncelleştirin. Ana komut dosyasını tanımladıktan sonra, o komut dosyası için uygun komutu kullanarak kodu çalıştırın. Yürütme sırasında kod verileri yükler, makine öğrenimi modellerini eğitir ve doğruluk, karışıklık matrisi ve alıcı çalışma karakteristiği veya ROC eğrisi gibi sonuçları görüntüler. Bu şekil, astım ve sağlıklı kontrol denekleri için sınıflandırma sonuçlarını gösteren, destek vektör makinesi veya SVM modeli ve rastgele orman veya RF modeli için karışıklık matrislerini sunmaktadır. SVM modeli, karışıklık matrisindeki 30 örnekten 14 astım deneğini ve 12 sağlıklı kontrolü doğru bir şekilde sınıflandırdı. RF modeli ayrıca 14 astım vakasını ve 12 sağlıklı kontrolü doğru bir şekilde tahmin etti ve karşılaştırılabilir sınıflandırma sonuçları gösterdi. SVM modeli, ROC analizinde 0,95 eğri değeri altında daha yüksek bir alan elde etti ve bu da üstün sınıflandırma performansını yansıttı. Hem SVM hem de RF modelleri, test veri kümesinde %87'lik aynı genel sınıflandırma doğruluğunu elde etti. Sınıf bazında performansta, SVM modeli astım grubunda 0.93'te daha yüksek hatırlama gösterdi, ancak sağlıklı kontrol grubunda 0.80'de daha düşük hatırlama gösterdi, bu da SVM'nin astımı tanımlamada etkili olmasına rağmen, bazı sağlıklı bireyleri yanlış sınıflandırabileceğini düşündürdü. RF modeli, astım için 0.93 ve sağlıklı kontroller için 0.80 olan aynı hatırlama değerlerini elde etti, bu da her iki modelin de benzer duyarlılığa sahip olduğunu ve pozitif vakaları eşit derecede tanımlayabildiğini gösteriyor.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Bu çalışma, astımın non-invaziv erken teşhisi için AI destekli ses analizi ve makine öğrenme tekniklerinin kullanımını araştırmaktadır. Destek Vektör Makinesi (SVM) ve Rastgele Orman (RF) algoritmalarını kullanarak yapılan araştırma, astım vakalarının tanımlanmasında karşılaştırılabilir sınıflandırma doğruluğu göstermiştir.
Voice signal processing combined with machine learning offers a scalable, non-invasive approach for early asthma detection, addressing a critical need for objective, reproducible diagnostics in respiratory disease research. By leveraging quantitative voice features and robust classification models, this workflow enhances predictive confidence at the target validation and assay development stages. The methodology supports portfolio-wide risk reduction by enabling standardized, data-driven decision-making in biomarker discovery and translational research.
This workflow integrates from early discovery through lead identification and preclinical validation, leveraging voice signal analytics and machine learning for robust biomarker development.