CẢI TIẾN PHÂN CỤM MỜ VỚI MULTI-VERSE OPTIMIZER ĐỂ PHÂN LOẠI BỆNH HÔ HẤP: CÚM, COVID-19 VÀ VIÊM PHỔI
DOI:
https://doi.org/10.62985/j.huit_ojs.vol26.no3.443Từ khóa:
Phân cụm mờ, Multi-Verse Optimizer, Fuzzy C-Means, phân loại bệnh hô hấp, chẩn đoán y khoaTóm tắt
Phân loại chính xác các bệnh hô hấp như cúm, COVID-19 và viêm phổi là yếu tố quan trọng trong chẩn đoán và điều trị, nhưng do sự tương đồng về triệu chứng, việc phân nhóm bệnh nhân gặp nhiều thách thức. Nghiên cứu này đề xuất cải tiến thuật toán phân cụm mờ bằng cách tích hợp Multi-Verse Optimizer (MVO) nhằm tối ưu vị trí tâm cụm, giúp nâng cao chất lượng phân cụm và giảm nhầm lẫn giữa các nhóm bệnh. Việc kết hợp khả năng tìm kiếm tối ưu toàn cục của MVO với phương pháp Fuzzy C-Means (FCM) giúp mô hình phân tách các cụm bệnh chính xác hơn. Kết quả thực nghiệm cho thấy phương pháp đề xuất vượt trội so với FCM truyền thống, cải thiện đáng kể độ chính xác phân cụm và khả năng phân biệt giữa các nhóm bệnh. Phương pháp này có tiềm năng ứng dụng trong hỗ trợ chẩn đoán bệnh hô hấp, góp phần nâng cao hiệu quả trong thực hành y khoa.
Tài liệu tham khảo
[1] P. D. P. Silitonga, “Clustering of Patient Disease Data by Using K-Means Clustering,” International Journal of Computer Science and Information Security, vol. 15, no. 7, pp. 219–221, 2017.
[2] O. Pasin and S. Gonenc, “An Investigation into Epidemiological Situations of COVID-19 with Fuzzy K-Means and K-Prototype Clustering Methods,” Scientific Reports, vol. 13, no. 1, Art. no. 6255, 2023, doi: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33214-y
[3] J. C. Bezdek, Pattern Recognition with Fuzzy Objective Function Algorithms. Plenum Press 1981, doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4757-0450-1
[4] W. S. Utami, S. Artika, and R. Aldiansyah, “Data Clustering of Confirmed COVID-19 Patients Using Fuzzy C-Means,” International Journal of Engineering, Technology and Natural Sciences, vol. 5, no. 1, pp. 37–44, 2023.
[5] J. K. Deen, R. Ganesan, and A. Merline, “Fuzzy-C-Means Clustering Based Segmentation and CNN-Classification for Accurate Segmentation of Lung Nodules,” Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, vol. 18, no. 7, pp. 1869–1873, 2017, doi: https://doi.org/10.22034/APJCP.2017.18.7.1869
[6] Y. Wu, H. Duan, and S. Du, “Multiple Fuzzy C-Means Clustering Algorithm in Medical Diagnosis,” Technology and Health Care, vol. 23, Suppl. 2, pp. S519–S527, 2015, doi: https://doi.org/10.3233/THC-150989
[7] K. Bhalla and A. Gosain, “Performance Analysis of Hybridized Fuzzy Clustering Algorithms Using Metaheuristic Algorithms,” in Lecture Notes in Networks and Systems, vol. 680, pp. 445–461, 2023, doi: https://doi.org/10.1007/978-981-99-2602-2_34
[8] J. Zhang and Z. Ma, “Hybrid Fuzzy Clustering Method Based on FCM and Enhanced Logarithmical PSO (ELPSO),” Computational Intelligence and Neuroscience, vol. 2020, no. 1, Art. no. 1386839, 2020, doi: https://doi.org/10.1155/2020/1386839
[9] S. Tongbram et al., “A Novel Image Segmentation Approach Using FCM and Whale Optimization Algorithm,” Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, vol. 12, pp. 11565–11580, 2021, doi: https://doi.org/10.1007/s12652-020-02762-w
[10] S. Mirjalili, S. M. Mirjalili, and A. Hatamlou, “Multi-Verse Optimizer: A Nature-Inspired Algorithm for Global Optimization,” Neural Computing and Applications, vol. 27, no. 2, pp. 495–513, 2016, doi: https://doi.org/10.1007/s00521-015-1870-7
[11] S. M. Ross, Introduction to Probability Models, New York, Academic Press, 2014.
[12] N. Chen et al., “Epidemiologic and Clinical Characteristics of 99 Cases of 2019 Novel Coronavirus Pneumonia in Wuhan, China,” The Lancet, vol. 395, no. 10223, pp. 507–513, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7
[13] T. M. Uyeki et al., “Clinical Practice Guidelines by the Infectious Diseases Society of America: 2018 Update on Diagnosis, Treatment, Chemoprophylaxis, and Institutional Outbreak Management of Seasonal Influenza,” Clinical Infectious Diseases, vol. 68, no. 6, pp. 895–902, 2019, doi: https://doi.org/10.1093/cid/ciy874
[14] J. P. Metlay et al., “Diagnosis and treatment of adults with community-acquired pneumonia: An official clinical practice guideline of the American Thoracic Society and Infectious Diseases Society of America,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 200, no. 7, pp. e45–e67, 2019, doi: https://doi.org/10.1164/rccm.201908-1581ST
[15] D. Wang et al., “Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus–infected pneumonia in Wuhan, China,” JAMA, vol. 323, no. 11, pp. 1061–1069, 2020, doi: https://doi.org/10.1001/jama.2020.1585
[16] Y. Liu et al., “Association between age and clinical characteristics and outcomes of COVID-19,” European Respiratory Journal, vol. 55, no. 5, Art. no. 2001112, 2020, doi: https://doi.org/10.1183/13993003.01112-2020
