Automatic diagnosis of diabetic retinopathy from fundus images using neuro-evolutionary algorithms

Address for correspondence: José Luis Vázquez Noguera, Universidad Americana, Brasilia 1100, Asunción, Paraguay; E-mail: jose.vazquez@ua.edu.py.

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To combat this disease, called Diabetic Retinopathy (DR), retinography, using images of the fundus of the retina, is the most used method for the diagnosis of Diabetic Retinopathy. The Deep Learning (DL) area achieved high performance for the classification of retinal images and even achieved almost the same human performance in diagnostic tasks. However, the performance of DL architectures is highly dependent on the optimal configuration of the hyperparameters. In this article, we propose the use of Neuroevolutionary Algorithms to optimize the hyperparameters corresponding to the DL model for the diagnosis of DR. The results obtained prove that the proposed method outperforms the results obtained by the classical approach.Consejo Nacional de Ciencia y TecnologíaPrograma Paraguayo para el Desarrollo de la Ciencia y Tecnología. Proyectos de investigación y desarrolloengIOS PressMEDINFO 2021: One World, One Health – Global Partnership for Digital InnovationStudies in Health Technology and InformaticsPINV18-846Atribución-NoComercial 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccess© 2022 International Medical Informatics Association (IMIA) and IOS Press.Health Information TechnologyPublic Health7. Salud7.2. Abarca desde medicina preventiva, incluyendo todos los aspectos de tratamientos médicos y quirúrgicos, tanto para individuos como para grupos, y las provisiones de hospitales y cuidado domiciliario, medicina social e investigación pediátrica y geriátricaAlgoritmosDiabetes mellitusFondo de ojoRetina/diagnóstico por imagenRetinopatía diabéticaTécnicas de diagnóstico oftalmológicoAlgorithmsDiabetes mellitusFundus oculiRetina/diagnostic imagingDiabetic retinopathyDiagnostic techniques, ophthalmologicalDeep learningDiabetic retinopathyEvolutionary algorithmsNeuroevolution1. Ciencias Naturales1.1. Matemáticas e Informática [matemáticas y otras áreas afines; informática y otras disciplinas afines (solo desarrollo de software; el desarrollo de equipos debe clasificarse en ingeniería)]Automatic diagnosis of diabetic retinopathy from fundus images using neuro-evolutionary algorithmsinfo:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion2021-10-02Virtual18th World Congress of Medical and Health Informatics689693290Aquino Brítez, Diego ArielAyala Gómez, JordanVázquez Noguera, José LuisGarcía Torres, MiguelMello Román, Julio CésarGardel Sotomayor, Pedro EstebanCastillo Benítez, Verónica ElisaCastro Matto, IngridPinto Roa, Diego PedroFacon, JaquesGrillo, Sebastián AlbertoORIGINALAutomatic diagnosis of diabetic retinopathy from fundus images using neuro-evolutionary algorithms.pdfAutomatic diagnosis of diabetic retinopathy from fundus images using neuro-evolutionary algorithms.pdfArtículo científicoapplication/pdf440674http://repositorio.conacyt.gov.py/bitstream/20.500.14066/4593/1/Automatic%20diagnosis%20of%20diabetic%20retinopathy%20from%20fundus%20images%20using%20neuro-evolutionary%20algorithms.pdf2c291879dce867065c51871179b55d93MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8914http://repositorio.conacyt.gov.py/bitstream/20.500.14066/4593/2/license_rdf24013099e9e6abb1575dc6ce0855efd5MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81698http://repositorio.conacyt.gov.py/bitstream/20.500.14066/4593/3/license.txt858b22fda432bd774e469302988c1974MD53THUMBNAILAutomatic diagnosis of diabetic retinopathy from fundus images using neuro-evolutionary algorithms.jpgAutomatic diagnosis of diabetic retinopathy from fundus images using neuro-evolutionary algorithms.jpgVista de primera página de artículo científicoimage/jpeg511842http://repositorio.conacyt.gov.py/bitstream/20.500.14066/4593/4/Automatic%20diagnosis%20of%20diabetic%20retinopathy%20from%20fundus%20images%20using%20neuro-evolutionary%20algorithms.jpg80536ad94720d36fc45486b9458ddaeaMD54TEXTAutomatic diagnosis of diabetic retinopathy from fundus images using neuro-evolutionary algorithms.pdf.txtAutomatic diagnosis of diabetic retinopathy from fundus images using neuro-evolutionary algorithms.pdf.txtExtracted texttext/plain25632http://repositorio.conacyt.gov.py/bitstream/20.500.14066/4593/5/Automatic%20diagnosis%20of%20diabetic%20retinopathy%20from%20fundus%20images%20using%20neuro-evolutionary%20algorithms.pdf.txt466b417d940b3cdfbf9e09c389257b5bMD5520.500.14066/4593oai:repositorio.conacyt.gov.py:20.500.14066/45932026-02-12 19:30:41.981Repositorio Institucional CONACYTrepositorio.institucional@conacyt.gov.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Aquino Brítez, Diego Ariel
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7. Salud
7.2. Abarca desde medicina preventiva, incluyendo todos los aspectos de tratamientos médicos y quirúrgicos, tanto para individuos como para grupos, y las provisiones de hospitales y cuidado domiciliario, medicina social e investigación pediátrica y geriátrica
Algoritmos
Diabetes mellitus
Fondo de ojo
Retina/diagnóstico por imagen
Retinopatía diabética
Técnicas de diagnóstico oftalmológico
Algorithms
Diabetes mellitus
Fundus oculi
Retina/diagnostic imaging
Diabetic retinopathy
Diagnostic techniques, ophthalmological
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Diabetic retinopathy
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1. Ciencias Naturales
1.1. Matemáticas e Informática [matemáticas y otras áreas afines; informática y otras disciplinas afines (solo desarrollo de software; el desarrollo de equipos debe clasificarse en ingeniería)]
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Public Health
7. Salud
7.2. Abarca desde medicina preventiva, incluyendo todos los aspectos de tratamientos médicos y quirúrgicos, tanto para individuos como para grupos, y las provisiones de hospitales y cuidado domiciliario, medicina social e investigación pediátrica y geriátrica
Algoritmos
Diabetes mellitus
Fondo de ojo
Retina/diagnóstico por imagen
Retinopatía diabética
Técnicas de diagnóstico oftalmológico
Algorithms
Diabetes mellitus
Fundus oculi
Retina/diagnostic imaging
Diabetic retinopathy
Diagnostic techniques, ophthalmological
Deep learning
Diabetic retinopathy
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Neuroevolution
1. Ciencias Naturales
1.1. Matemáticas e Informática [matemáticas y otras áreas afines; informática y otras disciplinas afines (solo desarrollo de software; el desarrollo de equipos debe clasificarse en ingeniería)]
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