Сучасні класифікації діагностичної візуалізації та фактори ризику для систем інтелектуальної охорони здоров’я з підтримкою 6G

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023060031

Ключові слова:

мережі після 5G, охорона здоров’я, IoMT, інтернет медичних речей, арифметична оптимізація, глибоке навчання, вибір ознак

Анотація

Створення інтелектуальних систем охорони здоров’я є життєздатною стратегією для підвищення якості та доступності медичних послуг. Крадіжка персональних даних, витік даних і атаки на відмову в обслуговуванні — це лише деякі з проблем безпеки, що виникли в результаті з’єднання безпроводових мереж і «розумного» медичного обладнання. Безпечна і надійна інтелектуальна система охорони здоров’я, яка здатна захистити дані пацієнтів і зберегти конфіденційність приватної медичної інформації, є особливо важливою в світлі цих вразливостей. Медична діагностика набуває все більшого значення, оскільки обсяг даних, що створюються щодня в інтернеті медичних речей IoMT (Internet-of-Medical Things) з підтримкою 6G, зростає за експоненціальною залежністю. Щоб підвищити точність прогнозування і забезпечити медичну діагностику в режимі реального часу, це дослідження представляє підхід, інтегрований в IoMT з підтримкою 6G, який вимагає меншого втручання людини для багатьох застосувань у сфері охорони здоров’я. Для цього запропонована система поєднує глибоке навчання з методами оптимізації. Архітектура MobileNetV3 використана для вивчення особливостей кожного зображення. Крім того, автори покращили продуктивність алгоритму арифметичної оптимізації AOA (arithmetic optimization algorithm) на основі HGS. Оператори HGS використовуються в новому підході, який отримав назву AOAHG, для підвищення продуктивності AOA при поділі важливої сфери діяльності. Розроблено підхід IoMT з підтримкою 6G, який вимагає меншої кількості людей в медичних установах, але дає швидші результати діагностики. Новий підхід розроблений з метою використання в системах з обмеженими можливостями. Створений AOAHG надає пріоритет найважливішим ознакам і гарантує загальне покращення категоризації моделей. У порівнянні з іншими методологіями, описаними в літературі, результати фреймворку вражаючі. Створений AOAHG також перевершив альтернативні методи файлової системи FS (file system) з точки зору досягнутої точності, прецизійності, пригадування та F1-оцінки. Наприклад, точність AOAHG склала 92,12% з набором даних ISIC, 98,27% з набором даних PH2, 95,24% з набором даних WBC, і 99,84% з набором даних OCT.

Посилання

M. Abd Elaziz, A. Mabrouk, A. Dahou, S. A. Chelloug, “Medical image classification utilizing ensemble learning and levy flight-based honey badger algorithm on 6G-enabled internet of things,” Comput. Intell. Neurosci., vol. 2022, pp. 1–17, 2022, doi: https://doi.org/10.1155/2022/5830766.

S. Mahajan, L. Abualigah, A. K. Pandit, “Hybrid arithmetic optimization algorithm with hunger games search for global optimization,” Multimed. Tools Appl., vol. 81, no. 20, pp. 28755–28778, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/s11042-022-12922-z.

B. D. Deebak, F. Al-Turjman, “EEI-IoT: Edge-enabled intelligent IoT framework for early detection of COVID-19 threats,” Sensors, vol. 23, no. 6, p. 2995, 2023, doi: https://doi.org/10.3390/s23062995.

S. Bin Altaf Khattak, M. M. Nasralla, I. U. Rehman, “The role of 6G networks in enabling future smart health services and applications,” in 2022 IEEE International Smart Cities Conference (ISC2), 2022, pp. 1–7, doi: https://doi.org/10.1109/ISC255366.2022.9922093.

M. Ali, F. Naeem, M. Tariq, G. Kaddoum, “Federated learning for privacy preservation in smart healthcare systems: A comprehensive survey,” IEEE J. Biomed. Heal. Informatics, vol. 27, no. 2, pp. 778–789, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/JBHI.2022.3181823.

D. Srivastava, J. Divya, A. Sudarshanam, M. Praveen, U. Mutheeswaran, R. Krishnamoorthy, “Wireless sensor network and internet of things-based smart irrigation system for farming,” in 2023 International Conference on Inventive Computation Technologies (ICICT), 2023, pp. 1246–1250, doi: https://doi.org/10.1109/ICICT57646.2023.10134066.

S. Chaudhary et al., “A taxonomy on smart healthcare technologies: Security framework, case study, and future directions,” J. Sensors, vol. 2022, pp. 1–30, 2022, doi: https://doi.org/10.1155/2022/1863838.

D. Sirohi, N. Kumar, P. S. Rana, S. Tanwar, R. Iqbal, M. Hijjii, “Federated learning for 6G-enabled secure communication systems: a comprehensive survey,” Artif. Intell. Rev., vol. 56, no. 10, pp. 11297–11389, 2023, doi: https://doi.org/10.1007/s10462-023-10417-3.

P. Selvarajan, B. E. Samuel, K. Ranganathan, A. K. Shukla, M. Amina Begum, S. Arun, “Mobile edge computing for efficient energy management systems,” in Human-Assisted Intelligent Computing, IOP Publishing, 2023, pp. 16-1-16–17.

M. Letafati, H. Behroozi, B. H. Khalaj, E. A. Jorswieck, “Wireless-powered cooperative key generation for e-health: A reservoir learning approach,” in 2022 IEEE 95th Vehicular Technology Conference: (VTC2022-Spring), 2022, pp. 1–7, doi: https://doi.org/10.1109/VTC2022-Spring54318.2022.9860947.

J. Pang et al., “A new 5G radio evolution towards 5G-Advanced,” Sci. China Inf. Sci., vol. 65, no. 9, p. 191301, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/s11432-021-3470-1.

S. C. Dharmadhikari, A. Kausar, M. Deore, N. S. Kittad, V. S. Bhagavan, R. Krishnamoorthy, “IOT based healthcare monitoring system for smart city applications,” in Human-Assisted Intelligent Computing, IOP Publishing, 2023, pp. 28-1-28–18.

K. Shah, S. Chadotra, S. Tanwar, R. Gupta, N. Kumar, “Blockchain for IoV in 6G environment: review solutions and challenges,” Clust. Comput., vol. 25, no. 3, pp. 1927–1955, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/s10586-021-03492-0.

Z. Su et al., “Addressing Biodisaster X Threats With Artificial Intelligence and 6G Technologies: Literature Review and Critical Insights,” J. Med. Internet Res., vol. 23, no. 5, p. e26109, 2021, doi: https://doi.org/10.2196/26109.

P. Hegde, P. K. R. Maddikunta, “Amalgamation of blockchain with resource-constrained IoT devices for healthcare applications – State of art, challenges and future directions,” Int. J. Cogn. Comput. Eng., vol. 4, pp. 220–239, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijcce.2023.06.002.

С. Х. Аббас, Р. Колікіпогу, В. Л. Реді, Д. П. Марур, Д. Кумар, М. Сінгх, “Платформа поглибленого навчання для аналізу лікувальних факторів в інтернеті медичних речей,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 66, no. 3, pp. 174–184, 2023, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347023030056.

S. Kharche, J. Kharche, “6G intelligent healthcare framework: A review on role of technologies, challenges and future directions,” J. Mob. Multimed., 2023, doi: https://doi.org/10.13052/jmm1550-4646.1931.

Н. Гоур, Н. Гаур, Х. Шарма, “Підвищення ефективності максимальної потужності сигналів NOMA покоління 5G і вище з використанням SLM алгоритму,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 66, no. 3, pp. 164–173, 2023, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347023050035.

P. Meena, M. B. Pal, P. K. Jain, R. Pamula, “6G communication networks: Introduction, vision, challenges, and future directions,” Wirel. Pers. Commun., vol. 125, no. 2, pp. 1097–1123, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/s11277-022-09590-5.

P. R. Singh, V. K. Singh, R. Yadav, S. N. Chaurasia, “6G networks for artificial intelligence-enabled smart cities applications: A scoping review,” Telemat. Informatics Reports, vol. 9, p. 100044, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.teler.2023.100044.

S. H. A. Kazmi, R. Hassan, F. Qamar, K. Nisar, A. A. A. Ibrahim, “Security concepts in emerging 6G communication: Threats, countermeasures, authentication techniques and research directions,” Symmetry, vol. 15, no. 6, p. 1147, 2023, doi: https://doi.org/10.3390/sym15061147.

D. Li, Z. Luo, B. Cao, “Blockchain-based federated learning methodologies in smart environments,” Clust. Comput., vol. 25, no. 4, pp. 2585–2599, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/s10586-021-03424-y.

J. Divya, P. Radhakrishnan, G. Pavithra, A. Gopatoti, D. Baburao, R. Krishnamoorthy, “Detection of Parkinson disease using machine learning,” in 2023 International Conference on Inventive Computation Technologies (ICICT), 2023, pp. 53–57, doi: https://doi.org/10.1109/ICICT57646.2023.10134325.

A. Kumar, N. Gour, H. Sharma, “A CA and ML approach for M-MIMO optical non-orthogonal multiple access power efficiency,” J. Opt. Commun., 2023, doi: https://doi.org/10.1515/joc-2023-0194.

A. Kumar, M. Gupta, “A review on activities of fifth generation mobile communication system,” Alexandria Eng. J., vol. 57, no. 2, pp. 1125–1135, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.01.043.

A. Kumar, R. Dhanagopal, M. A. Albreem, D.-N. Le, “A comprehensive study on the role of advanced technologies in 5G based smart hospital,” Alexandria Eng. J., vol. 60, no. 6, pp. 5527–5536, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2021.04.016.

A. Kumar, M. A. Albreem, M. Gupta, M. H. Alsharif, S. Kim, “Future 5G network based smart hospitals: Hybrid detection technique for latency improvement,” IEEE Access, vol. 8, pp. 153240–153249, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3017625.

S. Chakravarty, A. Kumar, “PAPR reduction of GFDM signals using encoder-decoder neural network (autoencoder),” Natl. Acad. Sci. Lett., vol. 46, no. 3, pp. 213–217, 2023, doi: https://doi.org/10.1007/s40009-023-01230-1.

U. Archana, A. Khan, A. Sudarshanam, C. Sathya, A. K. Koshariya, R. Krishnamoorthy, “Plant disease detection using ResNet,” in 2023 International Conference on Inventive Computation Technologies (ICICT), 2023, pp. 614–618, doi: https://doi.org/10.1109/ICICT57646.2023.10133938.

За межами мереж 5G для інтелектуальної діагностики та візуалізації

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-05-30

Як цитувати

Раму K., Крішнамурті, Р., Салім, А., Сарфараз, М., Сайбаба, Ч. М. Х., & Правіна, К. (2023). Сучасні класифікації діагностичної візуалізації та фактори ризику для систем інтелектуальної охорони здоров’я з підтримкою 6G. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 66(5), 281–292. https://doi.org/10.20535/S0021347023060031

Номер

Том 66 № 5 (2023): Технології 6G

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.