fuzzy clustering
در نشریات گروه پزشکی-
Background and Objectives
One of the currently important and widely used research subjects in the healthcare area of cancer patients is the diagnosis procedure of cancer tumors and metastases in magnetic resonance imaging such that it has a high level of accuracy and also be a support for doctors in interpreting and diagnosing medical data. To this aim, a multivariate Hotelling’s T2 control chart is used.
MethodsUsing a two-dimensional discrete wavelet transform, some features of the image texture are extracted by using statistical and transform methods. Then, to reduce the data dimensions and feature selection, a genetic algorithm is used. Afterward, two methods including fuzzy c-Means clustering algorithm and a multivariate Hotelling’s T2 control chart are used to diagnose bone marrow metastasis patients.
ResultsFrom 204 bone marrow samples, 76 features are extracted from which six ones are selected and a 204×6 feature vector matrix is generated. Finally, the performance of the proposed two methods is compared. The results show that the diagnosis and accuracy measures of multivariate Hotelling’s T2 control chart are better than the other method.
ConclusionsIn the context of cancer, one of the current concerns for healthcare providers is to use non-invasive, short response time, and highly accurate methods in diagnosing tumors and metastases. The proposed method appropriately addresses these requirements.
Keywords: Bone marrow metastases, Multivariate Hotelling’s T2 control chart, Fuzzy Clustering, Feature Extraction -
زمینه و هدف
تشخیص به موقع عملکرد غیرطبیعی تیرویید و به دنبال آن در پیش گرفتن درمان صحیح، می تواند باعث کاهش مرگ ومیر مرتبط با این بیماری شود. هم چنین عدم تشخیص به موقع، عوارض جبران ناپذیری برای بیمار در پی خواهد داشت. این مطالعه، با هدف تعیین وضعیت غده تیرویید از نظر نرمال بودن، پرکاری یا کم کاری با استفاده از تکنیک های داده کاوی انجام شده است.
روش بررسیتولید مدل پیش بینی کننده به منظور طبقه بندی بیماری تیرویید، پس از پیش پردازش داده ها با استفاده از روش های نظارت شده و بدون ناظر انجام گردید. این مطالعه از نوع تحلیلی بوده و پایگاه داده ی آن شامل 215 رکورد مستقل مبتنی بر 5 ویژگی پیوسته و برگرفته شده از مرجع داده یادگیری ماشین UCI می باشد.
یافته ها:
در روش نظارت شده از شبکه های عصبی پرسپترون چندلایه و شبکه عصبی بردار یادگیر و شبکه عصبی فازی و در روش بدون نظارت از خوشه بندی فازی استفاده گردید. با روش حداقل مربعات خطا (RMSE) به ترتیب دقت های 0/055 و 0/274 و 0/012 و 0/031 حاصل شد.
نتیجه گیری:
کاهش خطای تشخیص بیماری تیرویید یکی از اهداف محققان بوده است. استفاده از روش های مبتنی بر داده کاوی می تواند به کاهش این خطا کمک کند. در این مطالعه تشخیص بیماری تیرویید به کمک روش های مختلف تشخیص الگو صورت گرفت. نتایج نشان می دهد که مدل عصبی فازی دارای حداقل میزان خطا و بیشترین دقت است.
کلید واژگان: بیماری تیروئید، خوشه بندی فازی، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه های فازی عصبی، یادگیری نظارت شدهBackground and AimTimely diagnosis and treatment of abnormal thyroid function can reduce the mortality associated with this disease. However, lack of timely diagnosis will have irreversible complications for the patient. Using data mining techniques, the aim of this study is to determine the status of the thyroid gland in terms of normality, hyperthyroidism or hypothyroidism.
Materials and MethodsUsing supervised and unsupervised methods after data preprocessing, predictive modeling was performed to classify thyroid disease. This is an analytical study and its dataset contains 215 independent records based on 5 continuous features retrieved from the UCI machine learning data reference.
ResultsIn supervised method, multilayer perception(MLP), learning vector quantization(LVQ), and fuzzy neural network(FNN) were used; and in unsupervised method, fuzzy clustering was employed. Besides, these precision figures(0.055, 0.274, 0.012 and 1.031) were obtained by root mean square error(RMSE) method, respectively.
ConclusionReducing the diagnosis error of thyroid disease was one of the goals of researchers. Using data mining techniques can help reduce this error. In this study, thyroid disease was diagnosed by different pattern recognition methods. The results show that the fuzzy neural network(FNN) has the least error rate and the highest accuracy.
Keywords: Thyroid Disease, Fuzzy Clustering, Artificial Neural Networks, Neural Fuzzy, Supervised Learning Networks -
Introduction
Nowadays, medical sciences and physicians face a huge amount of data. Diabetes is one of the most expensive glands in the world. Since it is not always easy to diagnose the disease, the physician should examine the outcome of patient tests and decisions made in the past for patients with similar conditions to make an appropriate decision. Due to the large number of patients and the multiple tests performed on each patient, an automated tool for exploring previous patients is needed.
Materials and MethodsOne of the most important methods used to derive data is data mining. Due to the high number of diabetic patients, timely diagnosis and treatment of this disease can reduce the risk of death and its associated medical costs. So far, different systems have been proposed for the diagnosis and prediction of diabetes, but fuzzy logic based systems are used in this study to increase accuracy and efficiency. In the proposed model, fuzzy clustering is first grouped into separate clusters, and then the radial neural network is predicted for each patient with diabetes mellitus. A compatible neuro-fuzzy inference system has also been used to diagnose diabetes.
ResultsIn this paper different classification techniques have been used in MATLAB software to diagnose diabetes mellitus and to classify patients as diabetic and non diabetic. The dataset used is extracted from the UCI database. The accuracy of the proposed method is 97.14% which is significantly higher than other models of diabetes diagnosis.
ConclusionThe application of two fuzzy models has significantly improved the accuracy of diagnosis of diabetes compared to other models proposed in this field.
Keywords: Radial Basis Function Network, Fuzzy Clustering, Diabetes, Data Mining, ANFIS -
نشریه راهبردهای آموزش در علوم پزشکی، سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 55، امرداد و شهرویور 1398)، صص 23 -30مقدمه
مدرسه با نهادینه سازی همدلی، نقش محوری در پرورش شخصیت دانش آموزان دارد. هدف این پژوهش کشف ارتباط همدلی دانش آموزان و رفتارهای یادگیری آنها می باشد.
روشدر این پژوهش از روش خوشه بندی مبتنی بر منظق فازی استفاده شده است. پس از طبقه بندی دانش آموزان بر اساس نمرات رفتار یادگیری آنها، قواعدی برای برچسب زنی به طبقات مختلف ارائه گردید. به منظور تعیین سطح همدلی دانش آموزان از یک پرسشنامه ی خود توصیفی با دو زیرمقیاس عاطفی و شناختی استفاده شده است. با اجرای پردازش خوشه بندی، شبیه ترین نمونه ها (دانش آموزان) از نظر سطح نمرات زیرمقیاس های همدلی، در خوشه هایی طبقه بندی شدند. با استفاده از قواعد برچسب زنی، برچسب هایی متناسب با الف) سطح همدلی دانش آموزان در خوشه و ب) گرایش عمومی دانش آموزان خوشه به یکی از زیر مقیاس ها انتخاب شده است. پس از تعیین سطح همدلی خوشه ها، وضعیت رفتارهای یادگیری دانش آموزان در یک خوشه تحلیل گردید. به منظور تعیین سطح و تحلیل وضعیت رفتارهای یادگیری دانش آموزان در هر یک از زیرمقیاس ها، از پرسشنامه ی معلم توصیفی با چهار زیرمقیاس استفاده شده است.
یافته هاارتباط معناداری بین همدلی و رفتارهای یادگیری دانش آموزان به دست آمده است. همچنین افزایش تعداد خوشه ها منجر به گرایش همدلی دانش آموزان درون خوشه ها به یکی از جنبه های آن شده است.
نتیجه گیریتفاوت های جنسیتی که ناشی از فرهنگ خانواده هاست روی ارتباط بین همدلی و رفتارهای یادگیری موثر بوده است. با توجه به تاثیر جنسیت در نوع همدلی، معلمین می بایست رفتارهای متفاوتی در کلاس درس در تعامل با دختران و پسران داشته باشند همچنین مولفه ی شناختی همدلی نیز نقش تعیین کننده در رفتارهای بادگیری دارند. پیشنهاد انجام پژوهشی با پرسشنامه رفتارهای یادگیری تیمی و ارتباط آن با همدلی دانش آموزان داده شده است.
کلید واژگان: همدلی در کلاس درس، رفتار یادگیری، همدلی شناختی، همدلی عاطفی، خوشه بندی فازیIntroductionSchools have a central role in cultivating students' personality by inculcating empathy. Empathy is the ability of one person to understand what another person is thinking and feeling in a given situation. The goal of this study is to explore the relationship between students’ empathy and their learning behaviors. The first task of our work is to classify students into clusters based on their empathy measures. Clustering is an area of artificial intelligence (AI). Clustering is an unsupervised classification in which, classes are not labeled at first. The second task of our work is to find a correlation between student’s empathy and their learning behavior measures.
MethodsWe used a questionnaire to assess empathy of students. Similar samples are classified in one cluster. Then clusters can be labeled based their attributes. In this work we present labels for students due to their empathy measures. We used a teacher-reported questionnaire to assess learning behavior of students.
ResultsA meaningful relation was realized between empathy scores and learning behaviors in the classroom for boy students. There is a reverse relationship between empathy and learning behaviors.
ConclusionA cultural analysis has been performed for the obtained results. Apathetic clusters usually have a cognitive component if they are not fully apathetic. Cognitive component is determinative in learning behavior.
Keywords: Affective empathy, Classroom Empathy, Cognitive empathy, Fuzzy Clustering, Learning Behaviors -
BackgroundEmpathy is a skill that has been proved effective in learning and teaching processes.ObjectivesThe aim of this study was to explore the relationship between students’ empathy and their learning behaviors.MethodsA fuzzy clustering-based method (an area of artificial intelligence) was used, according to which students were classified to clusters based on their empathy measures. Students’ empathy was assessed through a questionnaire. Overall, 345 students (11 to 13 years old) from six schools located in three different areas of Tehran, Iran, participated in this study, selected by multistage cluster sampling. In this method, similar samples are classified in one cluster and, then, clusters can be labeled based on their attributes (empathy measures). Two teacher-reported and student-reported questionnaires were used to assess the learning behavior and empathy levels of students. Questionnaires were completed by the students and their teachers during school year 2017 and 2018 (from autumn 2017 to spring 2018). All calculations were performed in MATLAB, a multi-purpose programming environment.ResultsAlthough statistical parameters showed a strong relationship between students’ empathy and their learning behaviors, AI clustering process provides a more exact analysis due to its nature. The results revealed a significant relationship between empathy scores and learning among male students. A P value of 0.0031 indicates a meaningful relationship between empathy scores and learning behavior measures.ConclusionsNumber of students in each cluster showed that females are more uniform than males in the sense of empathy. Cultural backgrounds have significant effects on answers to questions. Processes revealed a meaningful difference between males and females when their connection of empathy and learning behaviors were investigated. Cognitive components seem to be more determinative than affective componentsKeywords: Fuzzy Clustering, Classroom Empathy, Learning Behaviors, Young Adolescent
-
مقدمهرشد ناموزون و تحولات استان های کشور در ابعاد مختلف فرهنگی، اقتصادی و اجتماعی در سال های اخیر نیاز به برنامه ریزی مناسب برای تحقق عدالت در توسعه مناطق مختلف کشور دارد. توجه به ساختارهای موجود در طرح ریزی برنامه های آتی بر اساس ویژگی های منطقه ای امری ضروری بوده و مسیر پیشرفت یکپارچه و همه جانبه را هموارتر می سازد. مطالعه حاضر به منظور شناسایی قطب های همگن در بین استان های کشور بر اساس شاخص های نشانگر سیمای سلامت در کشور انجام گردید.روش کارخوشه های همگن در بین استان های کشور با استفاده از تکنیک خوشه بندی فازی بر مبنای شاخص های سیمای سلامت در سال 1385 که توسط معاونت بهداشت وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی منتشر شده است، به دست آمد. تحلیل آماری داده ها با استفاده از نرم افزار R انجام گردید.یافته هااستان های کشور ابتدا بر اساس معیار تعیین تعداد بهینه خوشه ها به دو خوشه تقسیم شدند. سپس در مرحله بعد هر یک از این خوشه ها با بهینه کردن خوشه های تشکیل دهنده و به منظور دست یابی به خوشه های کوچکتر، به دو خوشه تقسیم شدند که خوشه های حاصل دربردارنده استان های همگن به لحاظ ساختارهای موجود می باشند.نتیجه گیریبا توجه به الگوی جغرافیایی خوشه های تشکیل شده و بررسی وضعیت هر یک از خوشه ها و در نظرگرفتن نقاط ضعف و قوت و وجوه تمایز خوشه ها با هم، می توان رویکردهای مناسب در ارایه خدمات بهداشتی و درمانی و توزیع مناسب منابع در دسترس اتخاذ نمود. توجه به ویژگی های استان های همگنکلید واژگان: خوشه بندی فازی، شاخص های سیمای سلامت، درجه عضویت، سایه نماInharmonious growth and mutation in provinces of country in cultural، economic and social characteristic in recent years، requires carefully plan for justly development in different areas. These plans essentially have to be integrated with inherent features of each zone and then، these plans are well enough to improve the quality of promotion. This study has been done according to health indices in Iran in order to identifying different poles over the country. Methods Homogeneous clusters have been calculated by using fuzzy clustering method and R statistical software، based on health indices in year 1385. The data are collected in help of department of Health in the Ministry of Health and Medical Education. Results Firstly، the Provinces of country have been divided to two clusters based on a cluster validity index. Then، again in order to minimize the length of each cluster، clusters repartitioned to two new clusters based on the validity index. The resulted clusters are homogeneous in structure. Discussion Based on geographic pattern of clusters and analyzing the status of each cluster and considering the advantages and disadvantages of them، it is possible to propose good health and care services in each province with respect to the inherent properties of each province.Keywords: Fuzzy clustering, Health Status Indexes, degree of membership, Silhouette
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.