Enstitümüz Öğretim Üyelerinden Abdulkerim Çapar'in yazarları arasında olduğu 'Combined segmentation and classification-based approach to automated analysis of biomedical signals obtained from calcium imaging' başlıklı makale 'Plos one' dergisinde 6 Şubat 2023 tarihinde yayınlanmıştır.

DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0281236

Özet:
Automated screening systems in conjunction with machine learning-based methods are becoming an essential part of the healthcare systems for assisting in disease diagnosis. Moreover, manually annotating data and hand-crafting features for training purposes are impractical and time-consuming. We propose a segmentation and classification-based approach for assembling an automated screening system for the analysis of calcium imaging. The method was developed and verified using the effects of disease IgGs (from Amyotrophic Lateral Sclerosis patients) on calcium (Ca2+) homeostasis. From 33 imaging videos we analyzed, 21 belonged to the disease and 12 to the control experimental groups. The method consists of three main steps: projection, segmentation, and classification. The entire Ca2+ time-lapse image recordings (videos) were projected into a single image using different projection methods. Segmentation was performed by using a multi-level thresholding (MLT) step and the Regions of Interest (ROIs) that encompassed cell somas were detected. A mean value of the pixels within these boundaries was collected at each time point to obtain the Ca2+ traces (time-series). Finally, a new matrix called feature image was generated from those traces and used for assessing the classification accuracy of various classifiers (control vs. disease). The mean value of the segmentation F-score for all the data was above 0.80 throughout the tested threshold levels for all projection methods, namely maximum intensity, standard deviation, and standard deviation with linear scaling projection. Although the classification accuracy reached up to 90.14%, interestingly, we observed that achieving better scores in segmentation results did not necessarily correspond to an increase in classification performance. Our method takes the advantage of the multi-level thresholding and of a classification procedure based on the feature images, thus it does not have to rely on hand-crafted training parameters of each event. It thus provides a semi-autonomous tool for assessing segmentation parameters which allows for the best classification accuracy.

 

İTÜ Bilişim Enstitüsü

bilisim-anasayfa-hakkimizda

İTÜ Bilişim Enstitüsü, Bilişim Uygulamaları, Bilgisayar Bilimleri, Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik ile İletişim Sistemleri Anabilim Dallarında aşağıda yer alan programlarda lisansüstü düzeyde eğitimler veren, bu alanlarda temel ve uygulamalı araştırmalar yapan bir birimdir.

Enstitü öğretim üyeleri ile öğrencileri, elektromanyetik alanlar, haberleşme sistemleri/regülasyonları, hesaplamalı malzeme tasarımı, hesaplamalı kimya/biyoloji, kriptografi, işaret/veri işleme/görselleştirme, büyük veri yönetimi, iklim ve okyanus bilimleri, termodinamik modelleme, haberleşme ağları ve moleküler enformatik alanlarında ulusal ve uluslar arası kuruluşlarca desteklenen araştırmalar yürütmektedir.

Enstitü öğretim üyeleri ve öğrencileri tarafından alınan ödüllerden bazıları:

  • En Etkili Bilim İnsanları Listesi; Doç.Dr. B. Uğur Töreyin (Dr. John PA Ioannidis, K. W. Boyack ve J. Baas’ın PLOS Biology dergisinde yayımlanan makalesi)
  • 2020 Uluslararası Öğrenciler Proje Yarışmasında, Fen Bilimleri kategorisinde en iyi proje ödülü, Beltus Nkwawir Wiysobunri
  • Dr. Abdulkerim Çapar'ın da kurucu ortakları arasında yer aldığı Argenit firması, İTÜ ARI Teknokent’in “Ulusal-Uluslararası Destekler” Birincilik ödülünü almıştır.
  • TÜBİTAK 2242 Öncelikli Alanlarda Üniversite Öğrencileri Proje Yarışması: İstanbul bölgesi birinciliği - Ahmet Burak Özyurt
  • ICAT'18 Konferansında En İyi Sunum Ödülü: Sena Efsun Cebeci, 2018
  • Tübitak Teşvik Ödülü; 2016 Doç.Dr. Adem Tekin
  • Amerikan Isıtma Soğutma ve İklimlendirme Derneği tarafından “Teknik Makale” ve “Willis H. Carrier” Ödülü; 2016 Yrd.Doç.Dr. H. Salih Erden
  • Bilim Kahramanları Derneği Yılın Genç Bilim İnsanı Ödülü; 2016 Doç.Dr. B. Uğur Töreyin PRACEdays 2016 konferansında En İyi Poster Ödülü; Samet Demir
  • İTÜ En Başarılı Tez Ödülü; 2016 Hatice Gökcan

Enstitü bünyesinde, Devlet Planlama Teşkilatı desteğiyle kurulan bir Yüksek Başarımlı Hesaplama Laboratuvarı da bulunmaktadır.