Диагностирование диабета на начальном этапе

Каменская Елизавета Александровна
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Некоторые болезни сложно диагностировать на этапе их зарождения в человеческом организме. К ним относится и сахарный диабет 2 типа (СД2). Прогнозирование данного заболевания является очень важной задачей, поскольку оказывает колоссальное влияние на экономическую сферу здравоохранения. Здесь от своевременного диагностирования будет зависеть процент осложнений, смертности и расходов государства. Поскольку прогнозирование СД2 на раннем этапе является дорогостоящим, то в данной работе предлагается использовать машинное обучение для удешевления данного исследования. Для выполнения поставленной задачи была изучена предметная область, а именно болезнь СД2. Были приведены все необходимые данные и их подробный анализ для её диагностирования. Программно построены различные методы машинного обучения для прогнозирования диабета у пациента на начальном этапе. Проведён их сравнительный анализ.

Введение……………………………………………………………………… 3
Обзор литературы……………………………………………………………. 4
Постановка задачи…………………………………………………………… 7
Глава 1. Данные……………………………………………………………… 8
1.1 Анализ данных……………………………………………………. 8
1.2 Входные данные…………………………………………………… 11
Глава 2. Программное построение моделей………………………………… 19
2.1 Выбор метрики оценки качества………………………………… 19
2.2 Предварительная обработка данных. Выбор параметров
модели и кросс-валидация…………………………………………………… 20
2.3 Логистическая регрессия…………………………………………. 21
2.4 Случайный лес…………………………………………………….. 23
2.5 Метод опорных векторов………………………………………… 24
2.6 Многослойный персептрон……………………………………….. 26
2.7 Сравнительный анализ методов машинного обучения…………. 27
Анализ заболевания СД2 в РФ……………………………………………… 29
Заключение…………………………………………………………………… 35
Список литературы…………………………………………………………… 36
Программный код………..…………………………………………………… 38

Некоторые болезни очень сложно диагностировать на этапе их зарождения в
человеческом организме. Именно они чаще всего пропускаются докторами. Это
связано с тем, что на ранних этапах отсутствуют какие-либо симптомы, они
неясные, либо слабо ощутимые. Другая причина – даже при полном спектре
анализов даже квалифицированному специалисту будет сложно определить
наличие такой болезни.
В данной работе речь пойдёт о диабете. Сахарный диабет — это состояние,
при котором количество глюкозы (сахара) в крови слишком высокое, потому что
организм не может правильно его использовать. Это происходит потому, что
организм не в состоянии использовать или не производит гормон инсулин,
который отвечает за переработку сахара из пищи, для клеток вашего тела.
Различают два вида диабета: диабет 1 типа – врождённый диабет, диабет 2 типа –
приобретенный. К сложно диагностируемому относится 2 тип. Дело в том, что
диабет 2 не имеет ярко выраженных симптомов, требуются годы наблюдений для
того, чтобы диагностировать данное заболевание. Часто сами больные не
обращают внимания на симптомы этой болезни и не обращаются за медицинской
помощью к профессионалам.
Сахарный диабет 2 типа — заболевание, затрагивающее практически все
органы и системы в организме. Повышенный уровень сахара в крови отрицательно
влияет на нервную систему, головной мозг, сердечно-сосудистую систему, а также
вызывает определенные изменения уровня холестерина крови.
В настоящее время человечество живёт в веке высоких технологий, которые
имеют огромные мощности и способны обрабатывать большие объемы
информации. Уже сейчас существуют методы современной медицины, с
использованием цифровых технологий, которые помогают докторам проводить
анализы высокой точности и диагностировать те или иные болезни. Поэтому,
можно поставить задачу диагностирования на раннем этапе такого сложно
диагностируемого заболевания, как диабет 2 типа, используя современные методы
машинного обучения [1-3].
Обзор литературы
За последние три десятилетия число людей с сахарным диабетом в мире
более чем удвоилось, что делает его одной из наиболее важных проблем
общественного здравоохранения для всех стран [12]. Сахарный диабет 2 типа
(СД2) и предиабет все чаще наблюдаются у женщин, детей, подростков и молодых
людей. Профилактика СД2 является задачей на всю жизнь и требует комплексного
подхода [13-14].
В 2010 году, во всем мире, у 285 миллионов человек был сахарный диабет, у
90% из которых был диабет 2 типа (СД2) (Диаграмма 1). Прогнозируется, что
число людей с сахарным диабетом во всем мире возрастет до 439 миллионов к
2030 году, что составляет 7,7% от общей численности взрослого населения мира в
возрасте 20–79 лет [15] (Диаграмма 2).
Диабет оказывает существенное влияние на экономическую сферу
здравоохранения государства. При оценке экономических последствий
учитываются несколько факторов: заболеваемость и распространение заболевания,
уровень развития системы здравоохранения и общий уровень экономического
развития населения. Для оценки таких последствий были разработаны два
подхода:
1. Первый подход измеряет нематериальные затраты, связанные с диабетом.
Он сочетает в себе число лет здоровой жизни, потерянных в результате
ранней смертности, и лет, потерянных из-за инвалидности.
2. Второй подход — это метод оценки стоимости болезни, который включает в
себя концепции прямых, косвенных и нематериальных затрат.
Исследование, проведенное Всемирным банком, показало, что из 1362
миллионов лет жизней с поправкой на инвалидность, потерянных во всех болезнях
в 1990 году, 7,97 миллионов лет были потеряны из-за диабета. В исследовании,
проведенном в 1992 году, в котором оценивались прямые затраты на лечение
диабета в США, Американская ассоциация диабета использовала подход,
основанный на оценке стоимости заболевания, и обнаружила, что общая сумма
расходов за 1 год составила 45,2 миллиарда долларов [10].
В эпидемиологических исследованиях Зиммета и Всемирной организации
здравоохранения, проведенных в 1994 году, приводятся оценки увеличения
распространенности диабета в результате увеличения численности населения.
Оценки глобальной стоимости диабета на основе этих исследований показывают,
что диабет составляет 2-3% от общего бюджета здравоохранения в каждой стране
[11] (Диаграмма 3).

Таким образом, в данной работе была изучена предметная область, а именно
болезнь диабет. Были приведены все необходимые данные и их подробный анализ
для её диагностирования. Программно построены различные методы машинного
обучения для прогнозирования диабета у пациента на начальном этапе. Проведён
их сравнительный анализ [9]. Установлено, что наиболее эффективным является
метод «случайный лес». Однако, если увеличить количество входных данных НС
сможет показать более точный результат.
В результате проделанной работы был сделан вывод о том, что вопрос
диагностирования СД2 на начальном этапе, увеличение эффективности лечения, а
также минимизации экономических затрат является актуальным и может быть
решен путём программного построения методов машинного обучения для
прогнозирования СД2, цифровизации отрасли здравоохранения и привлечение
крупных компаний для инвестирования.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Кооперативные игры на гиперграфах
    📅 2019год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет