Upload
eva-coppens
View
212
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
juni 2012
automatisatie van het fittingproces van cochleaire implantaten door middel
van probabilistische netwerken
Thomas Flamant
Dr. Paul Govaerts Bart Vaerenberg Wim Van den Breen
► situering► masterproef► besluit► demo
inhoud
► elektronisch gehoorapparaat dat in het binnenoor wordt geïmplanteerd
► rechtstreekse stimulatie van de gehoorzenuw in de cochlea
► geluid wordt omgezet elektrische pulsen
het Cochleair Implantaat (CI)
situering (1/5) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
► CI-fittingo procesoptimalisatieo manipuleren elektrische parameters (~150) o gehoormetingen (~ 60)o vooropgesteld doel (target): normaal gehooro uitgevoerd door (expert-) audiologen
het Cochleair Implantaat (CI)
situering (2/5) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
audioloogpatiënt
► de oorgroep & Otoconsult► = eerste intelligent agent die assisteert bij fittingproces
(computer assisted fitting)► werking
o maakt gebruik van AI o deterministische logicao gerealiseerd door middel van
adviezeno framework om adviezen te
ontwikkelen
FOX: Fitting to Outcome eXpert
situering (3/5) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
FOXadvice engine
gehoortest(en)+ CI-
instellingennieuwe
(optimale)CI-
instellingen
► uitdaging
doelstelling
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENsituering (4/5)
FOX uitbreiden met een probabilistische
logica(Bayesiaans netwerk)
FOXadvice engine
interface
huidig deterministische logica
masterproef probabilistische
logica
gehoortest(en)+ CI-
instellingennieuwe
(optimale)CI-
instellingen
verhoog waarde 0,40waarde is OK0,20verlaag waarde0,40
verhoog waarde 0,40waarde is OK0,40verlaag waarde0,20
CI-parameter 2
te luid 0,38normaal 0,17te zacht 0,45
Luidheidsperceptie
[hidden layer]
CI-parameter 1
doelstelling
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENsituering (5/5)
verhoog waarde 0,15waarde is OK0,70verlaag waarde0,15
verhoog waarde 0,85waarde is OK0,10verlaag waarde0,05
CI-parameter 2
te luid 1,00normaal 0,00te zacht 0,00
Luidheidsperceptie
[hidden layer]
CI-parameter 1
doelstelling
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENsituering (5/5)
► situering► masterproef
WP 1: integrationWP 2: conversionWP 3: Target ProfilesWP 4: decision criteriaWP 5: self learning
► besluit► demo
inhoud
► onderzoek naar implementatiemogelijkhedeno Infer.NET Framework, Microsofto OpenMarkov (Universiteit van Madrid, UNED)
► connectie met OpenMarkovo java-based webservice
integration
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENWP 1
Advice Engine
Open-MarkovEngine
► mapping tussen FOX en netwerko bepaalde informatie vereist die niet expliciet aanwezig
iso module ontwikkeld
berekende resultaten op generische, dynamische manier definiëren
mogelijke toekomstige wijzigingen (netwerk in ontwikkeling: toevoegen/verwijderen van nodes)
mathematische compiler at runtime gecompileerd en uitgevoerd
conversion
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENWP 2
► voor elke gehoortest: te bereiken doel (target)► deterministische logica: target zit vervat in advies zelf► probabilistische logica: niet voorzien► module: Target Profiles
o framework voorzien waarin audiologen dit dynamisch kunnen definiëren
o voor elke meetwaarde, een definitie voor: target (op target) tolerantie-marges: grens (binnen target) weging (penalty)
o toepassing bepaalt mee de mate van actie bepaalt wanneer er gestopt moet worden met itereren
Target Profiles
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENWP 3
► netwerk geeft probabiliteiten terug► op basis hiervan beslissing nemen CI-wijzigingen► extra instelbare parameters
o welke probabiliteiten leidden tot CI-wijzigingeno vertaling probabiliteiten naar # stappen
► dynamische module: adviesinstellingen► instellingen kunnen aangemaakt worden door
ontwikkelaars zelf
decision criteria
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENWP 4
► self learning = intrinsiek onderdeel van Bayesiaanse logica► per case: wijziging onderliggende probabiliteitstabellen► initiële leerfase
o eenmalige bulk-input o op basis van historische data (FOX-databank)o module: Evidence Cases Generator
conversie naar juiste netwerkformaat afhankelijk van vrij te kiezen instellingen outputtabellen
self learning
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENWP 5 (1/2)
► self learning = intrinsiek onderdeel van Bayesiaanse logica► per case: wijziging onderliggende probabiliteitstabellen► initiële leerfase
o eenmalige bulk-input o op basis van historische data (FOX-databank)o module: Evidence Cases Generator
conversie naar juiste netwerkformaat afhankelijk van vrij te kiezen instellingen outputtabellen
self learning
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENWP 5 (1/2)
► self learning = intrinsiek onderdeel van Bayesiaanse logica► per case: wijziging onderliggende probabiliteitstabellen► initiële leerfase
o eenmalige bulk-input o op basis van historische data (FOX-databank)o module: Evidence Cases Generator
conversie naar juiste netwerkformaat afhankelijk van vrij te kiezen instellingen outputtabellen
self learning
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENWP 5 (1/2)
► adviesexploratieo laat bepaalde randomisatie, exploratie toe van de
CI-parameterso zorgt op een gecontroleerde manier voor meer variatie
in de CI-instellingeno wat is de impact hiervan op het gehoor van de
patiënt ?
self learning
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENWP 5 (2/2)
► situering► masterproef► besluit► demo
inhoud
► opdrachto belangrijke uitbreiding voor bestaand softwarepakket
► uitdagendo introductie in Bayesiaanse netwerken o bestaande applicatie
vooruitstrevend product randvoorwaarden maximale integratie van toegevoegde functionaliteit
o verdere ontwikkeling parametrisatie ontwikkelaars ≠ programmeurs
► modules: 5 afgewerkte werkpakketten
besluit
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENbesluit
► situering► masterproef► besluit► demo
inhoud
demo
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENdemo 1
demo
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENdemo 2
demo
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENdemo 3
demo
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENdemo 4
demo
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENdemo 5
demo
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENdemo 6
demo
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPENdemo 7
vragen ?
► http://research.thomasflamant.be► http://otoconsult.com/opti-fox
TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN