Praktická využití UNS V medicínských aplikacích Jan Vrba 2006

Základní využitelné schopnosti UNS - schopnost samoorganizace - schopnost aproximace funkčních hodnot v závislosti na známých hodnotách - schopnost vybrat společné char. z velkého množství dat - schopnost predikce časového vývoje

Kohonenovy SOM - pouze dvě vrstvy - počet vstupů do neuronu = počet vstupů do sítě - neuron pouze počítá vzdálenost vzoru od zakód. - učení bez učitele (rozšířené i s učitelem) např. kompetitivní - vhodné použití při shlukové analýze

Využití KSOM v medicíně - hledání souvislostí mezi geny (navzájem) - detekce společných charakteristik ve vývoji populace - identifikace zvláštních objektů v obrazech

Podpora rozhodování v mammografii Benigní nedokonale vyš. maligní

TLRN - rekurentní šíření signálu v síti - komplikovaná struktura - schopnost „předvídat“

Využití TLRN v medicíně - predikce šíření nemocí - modelování účinků léků v těle (na molek. úrovni!) - rehabilitace (optimální stimulace svalů)

RBF sítě - více možností použití (klasifikátor, aproximátor,...) - dva argumenty, které leží ve vstupním prostoru blízko sebe, budou mít blízké i funkční hodnoty. RBF neurony pracují jako reprezentanti shluků vzorů. V první fázi učení se nastavují středy shluků, v druhé se optimalizují váhy výstupních neuronů a tím se přiřazují shlukům funkční hodnoty

Využití RBF v medicíně - substituce drahých měření, optimalizace provozu med. přístrojů (např. v závislosti na stavu pacienta), odhad doby zotavení Př.: přesné měření množství tuku v těle - aproximace ze známých přesných měření - vstupy: věk, výška, hmotnost, vel. krku, hrudi, stehna, boků, břicha, kolena, kotníku, bicepsu, předloktí, zápěstí

MLP - velice různorodé využití (klasifikace, aproximátor,..) - pouze dopředné šíření signálu - trénuje se pouze jedna vrstva (pomocí perceptron. algoritmu)

MLP v medicíně - klasifikace signálů EEG, EKG,... - pomoc pro handicapované (ovládání periferií) - diagnostika dislexie z mluvené řeči - odhalování vad srdce - podpora rozhodování pro diagnostiky

Známé systémy s UNS Electronic noses – experiment, možnost přenášení pachů na dálku, využití v telemedicíně Instant Physician – autoasociativní síť, obsahuje velké množství lékařských dat, program sám určí diagnózu a postup léčby

Použitá literatura Doc. Ing. Jana Tučková, Csc.; Úvod do teorie a aplikací umělých neuronových sítí kolektiv; Umělá inteligence I, II 0Recognition%20-%20an%20example Petr Jurčík, Vít Vrba; Shluková analýza (přednáška 33RPZ) - pdf Krákora, Sojka; Vícevrství perceptron a RBF sítě - pdf