Yapay zeka; zeki makineler özellikle de, zeki bilgisayar programları yapma bilimi ve mühendisliğidir. “Tıbbi yapay zeka”nın temel ilgi alanı klinik teşhis işlemlerini gerçekleştirebilecek ve tedavi önerilerinde bulunabilecek yapay zeka programlarının oluşturulmasıdır.
Yapay zeka, karmaşık tıbbi verileri analiz edebilecek yeteneklere sahiptir. Yapay zeka yöntemlerinin bir veri kümesi içindeki anlamlı ilişkileri ortaya çıkarabilme yetenekleri pek çok klinik senaryoda tanı, tedavi ve sonucu tahmin etmek için kullanılmaktadır.
Günümüzde yaygın olarak kullanılan başlıca yapay zeka yöntemleri; uzman sistemler, bulanık mantık, genetik algoritma ve yapay sinir ağlarıdır. Tıbbi uzman sistemler tıbbi uzmanların tavsiyeleri doğrultusunda geliştirilir. Hasta verilerine dayanarak, hekime tavsiye ve önerilerde bulunur. Bulanık mantık grinin çeşitli derecelerini bilimsel olarak ifade edebilmekte, yaklaşık sonuçlar çıkarabilmektedir. Tıpta kullanılan çoğu kavram bulanık olduğundan bu kavramlar ve aralarındaki ilişkiler bulanık mantık yöntemiyle temsil edilebilir.
Yapay sinir ağları biyolojik sinir sisteminin çalışmasını taklit eden nöronlar içerir. Bu nöronların çeşitli şekillerde birbirilerine bağlanmasıyla bir ağ oluşturulur. Yapay sinir ağları tıbbi araştırma verileri içinden daha önce fark edilmemiş desenleri saptama, sınıflama, tıbbi aygıtların kontrolü, tıbbi görüntülerin karakteristiklerinin tespit edilmesi gibi pek çok uygulamada aktif olarak kullanılmaktadır. Yapay zeka yöntemlerinin yeterliliği tıbbın neredeyse her alanında araştırılmıştır ve uygulama potansiyeline sahiptir. Halen gelişmekte olan bu yöntemlerin gerçek klinik ortamlarda uygulanmaya başlanmasından önce daha ileri klinik denemelere ihtiyaç vardır. Bu çalışmada farklı yapay zeka yöntemleri gözden geçirilerek, bu yöntemleri kullanan önemli klinik çalışmalar incelenmiştir.
Yapay zeka terimi ilk defa John McCarthy tarafından, “zeki makineler özellikle de, zeki bilgisayar programları yapma bilimi ve mühendisliği” olarak tanımlanmıştır. Makinelerin muhakeme yeteneği, geçmiş bilgilerden faydalanma, planlama, öğrenme, iletişim kurma, algılama ve nesneleri oynatabilme, yer değiştirebilme yeteneğine sahip olmasını amaçlayan bir bilim dalıdır.
Yapay zeka ile belirli insan davranışlarını (nesneleri alma ve bunları belirli yerlere yerleştirme gibi) yapan ve belirli bir uzmanlık alanı ile ilgili (veri hesaplaması, tıbbi teşhis gibi) beşeri düşünme sürecinin benzetimini yapan sistemler oluşturulabilir. Yapay zeka alanında önemli gelişmeler günümüzde sağlanmış olmakla beraber, araştırma düzeyi halen kuluçka safhasındadır. Yapay zeka araştırmacıları yapay zekanın geliştirilmesine yönelik yeni icat ve yenilikleri ortaya koymaya devam etmektedir.
Başlıca yapay zeka yöntemleri; uzman sistemler, bulanık mantık, genetik algoritma ve yapay sinir ağlarıdır. Uzman sistemler, bir konuda uzman kişi ya da kişilerce yapılabilen muhakeme ve karar verme işlerini modelleyebilen bilgisayar sistemleridir. İyi geliştirilmiş bir uzman sistem, konusunda uzman olan kişilerin yapabildiği tasarım, planlama, teşhis etme, yorumlama, özetleme, genelleme, kontrol etme, tavsiyelerde bulunma gibi işlemleri taklit edebilme özellikleri vardır. Tıbbi uzman sistemler, tıbbi alanlar içerisindeki yapısal soruları çözmek ve yanıtlar sağlamak amacıyla geliştirilmiştir. Tıbbi uzman sistemler bir veya daha çok tıbbi uzmanın tavsiyeleri doğrultusunda geliştirilir. Böylece en uygun sorular dikkate alınarak doğru sonuçların üretilmesi sağlanır. Tıbbi uzman sistemlerinin amacı hekimin yerini almaktan çok hastaya ait verilere dayanarak, hekime tavsiye ve önerilerde bulunmaktadır. Bulanık mantık Aristo mantığının siyah-beyaz ikilemine karşılık, Lütfü Asker Zade’nin geliştirdiği grinin çeşitli derecelerinin varlığının bilimsel olarak ifade edilebilmesidir. Bulanık mantıktaki nitelendirmeler, uzman sistemlerden farklı olarak, insanların günlük hayatta yaptığı nitelemeler gibi kesin değildir. Kural tabanının oluşturulmasında kesin olamayan hükümlerin kullanılmasına imkan sağlar. Genetik algoritmalar yapay zekanın gittikçe genişleyen bir koludur. Evrimsel bir hesaplama tekniğidir. Genetik algoritmalar, doğada gözlemlenen evrimsel sürece benzer bir şekilde çalışan arama ve en iyileme yöntemidir. Karmaşık çok boyutlu arama uzayında çalışırken, bütünsel en iyi çözümü arar. En iyinin hayatta kalması ilkesine göre hareket eder. Yapay sinir ağları (YSA), insan beyninin bilgi işleme teknolojisinden esinlenerek geliştirilmiştir. Basit bir biyolojik sinir sisteminin çalışma şeklini simüle eder. Simüle edilen sinir hücreleri nöronlar içerir ve bu nöronlar çeşitli şekillerde birbirilerine bağlanarak ağı oluşturur. YSA’lar öğrenme, hafızaya alma ve veriler arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarma kapasitesine sahiptir.
“Tıbbi Yapay Zeka”nın temel ilgi alanı klinik teşhis işlemlerini gerçekleştirebilecek ve tedavi önerilerinde bulunabilecek yapay zeka programlarının oluşturulmasıdır.
Tıbbi yayınlarda yapay zeka yöntemlerinin kullanım durumunu tespit etmek üzere PubMed veri tabanında “artificial intelligence” kelimesi aratılmıştır. 1998-2008 yılları arasında tıbbi yayınlarda yapay zeka yöntemlerini kullanan toplam 11.147 makale bulunmuştur. Bu makalelerin 1769 tanesi bulanık mantık, 7476 tanesi YSA, 1902 tanesi ise diğer yapay zeka yöntemlerini kullanmaktadır. Tıpta yapay zeka yöntemlerini kullanan makale sayısının üstel olarak arttığı görülmektedir.
Yapay zeka yöntemlerinin tıp alanındaki uygulamaları ile ilgili makaleler yayınlayan çok sayıda SCI dergi bulunmaktadır. Bu dergilerden bazıları şunlardır;
• Artificial Intelligence in Medicine
• Computers in Biology and Medicine
• Computer Methods and Programs in Biomedicine
• Medical & Biological Engineering & Computing
• IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine
Ayşe DEMİRHAN
Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye Department of Computer Engineering, Faculty of Technology, University of Gazi, Ankara, Turkey
Yusuf Alper KILIÇ
Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi, Genel Cerrahi Anabilim Dalı, Ankara, Türkiye Department of General Surgery, Faculty of Medicine, University of Hacettepe, Ankara, Turkey
İnan GÜLER
Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye Department of Computer Engineering, Faculty of Technology, University of Gazi, Ankara, Turkey
MAKALENİN TAMAMINA AŞAĞIDAKİ LİNKE TIKLAYARAK ULAŞABİLİRSİNİZ..
