Journals / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2021 / Cilt: 9 - Sayı: 5

Capsule Networks Based Automatic Measurement System for Scoliosis

Skolyoz için Kapsül Ağları Tabanlı Otomatik Ölçüm Sistemi

Pages
2087–2101
Publication Date
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

As a result of the comparison of the CapsNet solution with the ConvNet, BoostNet, RFR and ResNet-50 models, it was determined that the CapsNet model gave the best findings

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Scoliosis is a disease that deforms the general spine structureas a result of curvature of the spine.
📊
Key Findings & Data:Although there are various methods in the diagnosis and treatment of the Scoliosis, the main purpose is to reduce the curvature angle, which is calledas Cobbangle, within the framework of reducing the level of Scoliosis.
💡
Conclusion & Impact:As a result of the comparison of the CapsNet solution with the ConvNet, BoostNet, RFR and ResNet-50 models, it was determined that the CapsNet model gave the best findings
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Skolyoz · Omurga eğriliği · Cobb açısı

Abstract

Scoliosis is a disease that deforms the general spine structureas a result of curvature of the spine. Although there are various methods in the diagnosis and treatment of the Scoliosis, the main purpose is to reduce the curvature angle, which is calledas Cobbangle, within the framework of reducing the level of Scoliosis. Cobbangle measurement is essentially performed manually on the spine x-rays by the expert. However, automating this process with an Artificial Intelligence approach such as deeplearning will provide great convenience and precision for both patient and the expert. Based on the explanations, the current status of the literature in terms of Scoliosis and deeplearning-focused studies was firstly discussed in this study, and then the Cobbangle measurements were automated with a Capsule Network (CapsNet)-based solution. As a result of the comparison of the CapsNet solution with the ConvNet, BoostNet, RFR and ResNet-50 models, it was determined that the CapsNet model gave the best findings

Özet

Skolyoz, omurganın eğrilmesi ile birlikte omurga genel yapısını deforme eden bir hastalıktır. Skolyoz tanı ve tedavi aşamasında çeşitli yöntemler olmakla birlikte, temel amaç Cobb açısı adı verilen eğrilik açısını azaltarak Skolyoz seviyesini düşürme çerçevesinde şekillenmektedir. Cobb açısı ölçümü esasında uzman tarafından, omurga röntgen filmleri üzerinde manuel olarak gerçekleştirilmektedir. Ancak bu sürecin derin öğrenme gibi bir Yapay Zeka yaklaşımıyla otomatikleştirilmesi hem hasta hem de uzman açısından büyük kolaylık ve kesinlik sağlayacaktır. Açıklamalardan hareketle bu çalışmada, öncelikli olarak Skolyoz ve derin öğrenme odaklı çalışmalar açısından literatürün güncel durumu ele alınmış, ardından Kapsül Ağları (CapsNet) tabanlı bir çözüm ile Cobb açısı ölçümlerinin otomatik bir hale getirilmesi sağlanmıştır. CapsNet çözümünün, ConvNet, BoostNet, RFR ve ResNet-50 modelleri ile karşılaştırılması neticesinde en iyi bulguları CapsNet modelinin verdiği tespit edilmiştir.

🔖

Cite This Article

KÖSE, U., GORAL, S. (2022). Capsule Networks Based Automatic Measurement System for Scoliosis. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 9 - Sayı: 5, 2087–2101. https://ajindex.com/articles/494212

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (15)

  1. J. Jin, “Screening for scoliosis in adolescents,” JAMA: The Journal of the American Medical Association, vol. 319, no. 2, pp. 202–202, 2018
  2. D. Sevimli, M. Sanrı and M. Altuğ, “The effect of corrective exercises on the treatment of a scoliosis patient: Acase report,” International Congress on Education (ERPA-2016), 2016, pp. 40–42
  3. M. Aebi, “The adult scoliosis, ”European Spine Journal, vol. 14, no. 10, pp. 925-948, 2005
  4. M. T. Hresko, “Idiopathic scoliosis in adolescents,” New England Journal of Medicine, vol. 368, no. 9, pp. 834-841, 2013
  5. Y. U. İbişoğlu ve F. A. Çaliş, “İzmir ili Bornova ilçesi ilköğretim kurumlarında okuyan 12-14 yaş grubu cocuklarda skolyoz prevalansı,” Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi, c. 58, s. 2, ss. 109–113, 2012
  6. C. Varol, “Skolyozlu olgularda egzersizin solunum fonksiyonlarına ve yaşam kalitesine etkisi,” Yüksek lisans tezi, Kardiyopulmoner Fizyoterapi ve Rehabilitasyon, Marmara Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, 2019
  7. A. C. Kittleson and L. W. Lim, “Measurement of scoliosis,” American Journal of Roentgenology, vol. 108, no. 4, pp. 775–777, 1970
  8. H. G. Yılmaz, “İdiyopatik skolyozda egzersiz reçeteleme,” Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi, c. 60, s. özel sayı 2, ss. S31–S35, 2014
  9. M. Bakator and D. Radosav, “Deeplearning and medical diagnosis: A review of literature,” Multimodal Technologies and Interaction, vol. 2, no. 3, pp. 47, 2018
  10. O. Deperlioglu, “Classification of segmented phonocardiograms by convolutional neural networks,” BRAIN: Broad Research in Artificial Intelligence and Neuroscience, vol. 10, no. 2, pp. 5-13, 2019
  11. D. Ravi, C. Wong, F. Deligianni, M. Berthelot, J. Andreu-Perez, B. Lo and G. Z. Yang, “Deeplearning for healthin formatics,” IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, vol. 21, no. 1, pp. 4-21, 2016
  12. G. E. Guraksin, S. Barin, E. Ozgul and F. Kaya, “COVID-19 diagnosis using deeplearning,” Düzce University Journal of Science & Technology, vol. 9, no. 3, pp. 8-23, 2021
  13. J. Hemanth, U. Kose, O. Deperlioglu and V. H. C. de Albuquerque, “An augmented reality-supported mobile application for diagnosis of heart diseases,” The Journal of Supercomputing, vol. 76, no. 2, pp. 1242-1267, 2020
  14. A. B. Levine, C. Schlosser, J. Grewal, R. Coope, S. J. Jones and S. Yip, “Rise of the machines: Advances in deeplearning for cancer diagnosis,” Trends in Cancer, vol. 5, no. 3, pp. 157-169, 2019
  15. A. Helwan, G. El-Fakhri, H. Sasani a