ارایه مدل هوشمند هایبریدی فازی-تکامل ژنتیکی تفاضلی در یک سیستم خبره فازی برای پیش‌بینی خطر ابتلا به بیماری قلبی

نویسندگان

چکیده

هدف از این مقاله، ارائه­ی یک سیستم هوشمند جهت پیش­بینی بیماری قلبی به دلیل پیشگیری از خطر ابتلا به بیماری قلبی می­باشد. برای این منظور، یک سیستم خبره­ی فازی برای پیش­بینی بیماری قلبی پیشنهاد شده است. مدل پیشنهادی می­تواند به عنوان ابزار کمکی در اختیار پزشکان قرار گیرد. به منظور تنظیم پارامترهای توابع عضویت سیستم خبره­ی فازی، بهبود عملکرد و افزایش دقت این سیستم، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم تکامل تفاضلی بر روی سیستم خبره­ی فازی اعمال شده­اند. مدل­های ترکیبی فازی­ژنتیک و فازی­تکامل تفاضلی پیشنهادی با استفاده از روش­های ارزیابی تحلیل منحنی ROC و اعتبار سنجی 10 بخشی مورد ارزیابی قرار گرفته­اند. برای ارزیابی و اعتبارسنجی مدل­های پیشنهادی، از مجموعه داده­ای شامل 380 نمونه که از بیمارستان پارسیان تهیه شده است، استفاده گردید. براساس نتایج به دست آمده، سیستم خبره­ی فازی دارای صحت عملکردی برابر با %85.52 می­باشد که پس از اعمال مدل ترکیبی تکاملی فازی­ژنتیکی به%97.93، و مدل ترکیبی فازی­تفاضل تکاملی به 97.67% افزایش یافته است. نتایج بیانگر آن است که مدل پیشنهادی ترکیبی فازی تکاملی ژنتیکی صحت عملکرد سیستم خبره فازی را به طور چشمگیری بهبود بخشیده است. قابلیت تفسیر نتایج در سیستم خبره فازی و صحت عملکرد بالای مدلهای ترکیببی تکاملی، به منظور پیش بینی زودهنگام بیماری های قلبی و ارایه مراقبت های لازم به عنوان سیستم هوشمند تصمیم یار بسیار امید بخش است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Novel Fuzzy-Genetic Differential Evolutionary Algorithm for Optimization of A Fuzzy Expert Systems Applied to Heart Disease Prediction

نویسندگان [English]

  • Rana Akhoondi
  • Rahi H
چکیده [English]

This study presents a novel intelligent Fuzzy Genetic Differential Evolutionary model for the optimization of a fuzzy expert system applied to heart disease prediction in order to reduce the risk of heart disease. To this end, a fuzzy expert system has been proposed for the prediction of heart disease. The proposed model can be used as a tool to assist physicians. In order to: (1) tune the parameters of the membership function of the fuzzy expert system, (2) improve its performance and (3) increase its accuracy, the Genetic Algorithm combined with the Differential Evolution Algorithm has been applied to the fuzzy expert system. The proposed hybrid models, Fuzzy-GA, Fuzzy-DE, and Fuzzy-GA-DE were evaluated using ROC curve analysis and 10- fold cross-validation methods. In order to evaluate and validate the performance of the model, we applied it to a dataset including 380 samples collected from Parsian Hospital in Karaj. According to the results, the accuracy of the fuzzy expert system was 85.52% that has increased to 97.93% after to apply the hybrid Fuzzy-GA model and has increased to 97.67% after to apply the hybrid Fuzzy-DE model. Moreover, these hybrid models have improved the accuracy of the fuzzy expert system significantly. The ability to interpret the results in the fuzzy expert system and the high accuracy of the hybrid evolutionary models is very promising for the early prediction of heart disease and the provision of necessary care.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fuzzy Expert System
  • Evolutionary Computing
  • Genetic algorithm
  • Differential Evolution
  • Heart Disease
  • ROC curve Analysis