Yapay Zeka Tabanlı Akıllı Kuvöz Takip Sistemi
Destekleyen Kurum: TÜBİTAK (1512 Girişimcilik Aşamalı Destek Programı)
Proje Durumu: Tamamlandı
Odak Alanları: Sağlık Teknolojileri, Biyomedikal Yapay Zeka, Termal Görüntü Analitiği,
Karar Destek Sistemleri
Yenidoğan Yoğun Bakım Ünitelerinde (YYBÜ) tedavi gören prematüre ve riskli bebeklerin takibi, yüksek hassasiyet ve kesintisiz gözetim gerektirmektedir. Mevcut sistemlerde bebeklerin hayati bulguları genellikle vücuda yapıştırılan kablolu sensörler vasıtasıyla izlenmekte, bu durum ise hassas bebek cildinde tahrişe ve hareket kısıtlılığına yol açabilmektedir.
TÜBİTAK desteğiyle başarıyla hayata geçirdiğimiz bu projemiz; kuvöz içerisindeki bebeklerin fiziksel ve fizyolojik durumlarını temassız, sürekli ve yapay zeka destekli bir şekilde izleyen yenilikçi bir donanım ve yazılım ekosistemidir. Sistem, kuvöz üzerine entegre edilen özel RGB ve termal kameralar yardımıyla anlık veri toplamakta ve bu verileri derin öğrenme algoritmalarıyla işleyerek klinisyenlere erken uyarı mekanizması sunmaktadır.
- Çok Katmanlı Yazılım Mimarisi (N-Tier Architecture): Sistem, verilerin güvenli, hızlı ve ölçeklenebilir şekilde işlenmesi için modern çok katmanlı mimari üzerine inşa edilmiştir. Veri tabanı yönetiminde esnek ve güvenli yapısıyla öne çıkan Microsoft SQL Server kullanılmış, veri nesneleri ile veri tabanı arasındaki iletişim ise Entity Framework ORM altyapısı ile optimize edilmiştir.
- Yapay Zeka Tabanlı Bebek Yüz Tanıma ve Segmentasyon: Geliştirilen Convolutional Neural Network (CNN) ve Transfer Öğrenme modelleri sayesinde, kuvöz içerisindeki bebeğin yüzü ve vücut hatları gerçek zamanlı olarak algılanır. Bebek hareket etse bile sistem takibi kaybetmez.
- Termal Görüntü İşleme ve K-Means Segmentasyonu: Düşük çözünürlüklü termal sensörlerden alınan veriler, K-means kümeleme algoritması kullanılarak bölütlenir. Bu sayede bebeğin vücut sıcaklığı haritası çıkarılır ve ortam sıcaklığından bağımsız olarak sadece bebeğin cilt ısısı anlık izlenir.
- Termal Asimetri ve Risk Analitiği: Bebeğin vücudunun sağ ve sol bölgeleri arasındaki sıcaklık farkları (termal asimetri) analiz edilir. Bu analizler, olası enfeksiyon veya dolaşım bozukluklarının önceden tespit edilmesinde kritik bir biyomedikal parametre olarak rol oynar.
- Hiperparametre Optimizasyonu: Yapay zeka modellerinin en yüksek doğruluk ve en düşük hatalı alarm oranıyla çalışması için Grid Search ve Genetik Algoritmalar kullanılarak model optimizasyonu gerçekleştirilmiştir.
Yenilikçi Yönleri ve Avantajları: Temassız ve Konforlu Takip: Bebeklerin cildine herhangi bir kablo veya yapışkan sensör yerleştirmeden hayati bulguların izlenmesini sağlar. Anomali Erken Uyarısı: Bebeğin kusması, yüzünün kapanması, ani ateş düşüşü veya yükselişi gibi kritik durumlar yapay zeka tarafından anında fark edilerek merkezi takip ekranına ve ilgili sağlık personeline alarm olarak iletilir. Merkezi İzleme Yazılımı: Yoğun bakımdaki tüm akıllı kuvözlerden gelen veriler, tek bir merkezi yazılım üzerinden hem masaüstü hem de web arayüzleriyle eş zamanlı olarak izlenebilir.
