240 likes | 430 Views
juni 2012. situering masterproef besluit demo. inhoud. automatisatie van het fittingproces van cochleaire implantaten door middel van probabilistische netwerken. Thomas Flamant. Wim Van den Breen. Dr. Paul Govaerts. Bart Vaerenberg. het Cochleair Implantaat (CI).
E N D
juni 2012 • situering • masterproef • besluit • demo inhoud automatisatie van het fittingproces van cochleaire implantaten door middel van probabilistische netwerken Thomas Flamant Wim Van den Breen Dr. Paul Govaerts Bart Vaerenberg
het Cochleair Implantaat (CI) • elektronisch gehoorapparaat dat in het binnenoor wordt geïmplanteerd • rechtstreekse stimulatie van de gehoorzenuw in de cochlea • geluid wordt omgezet elektrische pulsen situering (1/5) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
het Cochleair Implantaat (CI) patiënt audioloog • CI-fitting • procesoptimalisatie • manipuleren elektrische parameters (~150) • gehoormetingen (~ 60) • vooropgesteld doel (target): normaal gehoor • uitgevoerd door (expert-) audiologen situering (2/5) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
FOX: Fitting to Outcome eXpert gehoortest(en) + CI-instellingen nieuwe (optimale) CI-instellingen FOX advice engine • de oorgroep & Otoconsult • = eerste intelligent agent die assisteert bij fittingproces (computer assisted fitting) • werking • maakt gebruik van AI • deterministische logica • gerealiseerd door middel van adviezen • framework om adviezen te ontwikkelen situering (3/5) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
doelstelling FOX uitbreiden met een probabilistische logica (Bayesiaans netwerk) gehoortest(en) + CI-instellingen nieuwe (optimale) CI-instellingen huidig deterministische logica interface masterproef probabilistische logica FOX advice engine • uitdaging situering (4/5) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
doelstelling CI-parameter 1 CI-parameter 2 verhoog waarde 0,40 waarde is OK 0,40 verlaag waarde 0,20 verhoog waarde 0,40 waarde is OK 0,20 verlaag waarde 0,40 [hidden layer] Luidheidsperceptie te luid 0,38 normaal 0,17 te zacht 0,45 situering (5/5) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
doelstelling • situering • masterproef • WP 1: integration • WP 2: conversion • WP 3: Target Profiles • WP 4: decision criteria • WP 5: self learning • besluit • demo inhoud CI-parameter 1 CI-parameter 2 verhoog waarde 0,85 waarde is OK 0,10 verlaag waarde 0,05 verhoog waarde 0,15 waarde is OK 0,70 verlaag waarde 0,15 [hidden layer] Luidheidsperceptie te luid 1,00 normaal 0,00 te zacht 0,00 situering (5/5) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
integration Open-Markov Engine Advice Engine • onderzoek naar implementatiemogelijkheden • Infer.NET Framework, Microsoft • OpenMarkov (Universiteit van Madrid, UNED) • connectie met OpenMarkov • java-based webservice WP 1 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
conversion • mapping tussen FOX en netwerk • bepaalde informatie vereist die niet expliciet aanwezig is • 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 WP 2 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
Target Profiles • voor elke gehoortest: te bereiken doel (target) • deterministische logica: targetzit vervat in advies zelf • probabilistische logica: niet voorzien • module: Target Profiles • framework voorzien waarin audiologen dit dynamisch kunnen definiëren • voor elke meetwaarde, een definitie voor: • target (op target) • tolerantie-marges: grens (binnen target) • weging (penalty) • toepassing • bepaalt mee de mate van actie • bepaalt wanneer er gestopt moet worden met itereren WP 3 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
decision criteria • netwerk geeft probabiliteiten terug • op basis hiervan beslissing nemen CI-wijzigingen • extra instelbare parameters • welke probabiliteiten leidden tot CI-wijzigingen • vertaling probabiliteiten naar # stappen • dynamische module: adviesinstellingen • instellingen kunnen aangemaakt worden door ontwikkelaars zelf WP 4 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
self learning • self learning = intrinsiek onderdeel van Bayesiaanse logica • per case: wijziging onderliggende probabiliteitstabellen • initiële leerfase • eenmalige bulk-input • op basis van historische data (FOX-databank) • module: Evidence Cases Generator • conversie naar juiste netwerkformaat • afhankelijk van vrij te kiezen instellingen outputtabellen WP 5 (1/2) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
self learning • self learning = intrinsiek onderdeel van Bayesiaanse logica • per case: wijziging onderliggende probabiliteitstabellen • initiële leerfase • eenmalige bulk-input • op basis van historische data (FOX-databank) • module: Evidence Cases Generator • conversie naar juiste netwerkformaat • afhankelijk van vrij te kiezen instellingen outputtabellen WP 5 (1/2) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
self learning • self learning = intrinsiek onderdeel van Bayesiaanse logica • per case: wijziging onderliggende probabiliteitstabellen • initiële leerfase • eenmalige bulk-input • op basis van historische data (FOX-databank) • module: Evidence Cases Generator • conversie naar juiste netwerkformaat • afhankelijk van vrij te kiezen instellingen outputtabellen WP 5 (1/2) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
self learning • situering • masterproef • besluit • demo inhoud • adviesexploratie • laat bepaalde randomisatie, exploratie toe van de CI-parameters • zorgt op een gecontroleerde manier voor meer variatie in de CI-instellingen • wat is de impact hiervan op het gehoor van de patiënt ? WP 5 (2/2) TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
besluit • situering • masterproef • besluit • demo inhoud • opdracht • belangrijke uitbreiding voor bestaand softwarepakket • uitdagend • introductie in Bayesiaanse netwerken • bestaande applicatie • vooruitstrevend product • randvoorwaarden • maximale integratie van toegevoegde functionaliteit • verdere ontwikkeling • parametrisatie • ontwikkelaars ≠ programmeurs • modules: 5 afgewerkte werkpakketten besluit TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
demo demo 1 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
demo demo 2 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
demo demo 3 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
demo demo 4 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
demo demo 5 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
demo demo 6 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
demo demo 7 TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
vragen ? • http://research.thomasflamant.be • http://otoconsult.com/opti-fox TOEGEPASTE INGENIEURSWETENSCHAPPEN