شناسايي اختلال طيف اوتيسم مبتني بر بررسي توام داده‌هاي ساختاري و عملكردي با استفاده از شبكه‌هاي عصبي گرافي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كامپيوتر

كارشناسي ارشد

اختلال طيف اوتيسم يك ناهنجاري عصبي–رشدي است كه با مشكلاتي در تعاملات اجتماعي، ارتباطات و بروز رفتارهاي تكراري مشخص مي‌شود. روش‌هاي متداول تشخيص اوتيسم بر پايه‌ي مصاحبه‌هاي باليني و مشاهده‌ي مستقيم رفتار بيماران انجام مي‌گيرد كه فرآيندي زمان‌بر، وابسته به تخصص فرد ارزياب و مستعد خطا است. تشخيص زودهنگام اين اختلال مي‌تواند نقش بسزايي در بهبود كيفيت زندگي فرد مبتلا و خانواده‌ي او داشته باشد. با پيشرفت روش‌هاي تصويربرداري عصبي، به‌ويژه تصويربرداري تشديد مغناطيسي، امكان بررسي غيرتهاجمي ساختار و عملكرد مغز فراهم شده است. يكي از رويكردهاي نوين در مطالعات علوم اعصاب، ادغام اطلاعات ساختاري و عملكردي نواحي مغزي به‌منظور درك بهتر شبكه‌هاي مغزي و شناسايي اختلالات عصبي مانند اوتيسم است. در اين راستا، روابط مكاني و زماني بين نواحي مغز مي‌توانند به‌صورت گراف مدل‌سازي شوند تا الگوهاي ارتباطي مغز به شكل دقيق‌تري تحليل شوند. در اين پژوهش، با بهره‌گيري از مدل Graph WaveNet، ويژگي‌هاي مكاني–زماني از گراف‌هاي مغزي ساخته‌شده بر اساس داده‌هاي ساختاري و عملكردي (تصاوير تانسور انتشار و تصاوير تشديد مغناطيسي عملكردي) استخراج گرديد. سپس با استفاده از ماشين بردار پشتيبان، فرايند طبقه‌بندي بين افراد سالم و مبتلا به اختلال طيف اوتيسم انجام شد. براي ارزيابي عملكرد مدل از اعتبارسنجي متقابل پنج‌لايه و روش‌هاي رأي‌گيري استفاده شد. نتايج نشان داد كه مدل پيشنهادي توانست با ميانگين دقت 80 درصد و حداكثر دقت 88 درصد در برخي فولدها، عملكرد قابل‌قبولي در تفكيك افراد سالم از مبتلايان به اوتيسم ارائه دهد.

237613

علم داده

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان