Использование методов машинного обучения для анализа данных в сложной медико-биологической системе

Белавин Сергей Андреевич
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В данной работе рассматривается возможность применения кластерного анализа для задачи диагностирования заболеваний мозга. Сложность задач, возникающих в области нейрофизиологии, а также объем данных, которые используются для диагностики и лечения пациентов, неуклонно растут. Ранняя диагностика болезни Альцгеймера может позволить назначить своевременное лечение для замедления прогрессирования заболевания. Так как, на практике приходится вручную анализировать полученные результаты обследований, возможны ошибки, связанные с человеческим фактором. Кроме того, не всегда удается поставить точный диагноз. В связи с этим разработка эффективных методов обработки этих данных становится наиболее приоритетной.
Была исследована возможность разделения пациентов на группы на основе данных результатов теста Векслера, МРТ и ЭЭГ обследований головного мозга, а так же проведена проверка статистически значимых различий между полученными кластерами по анализам крови.

Введение…………………………………………………………………………………………… 4
Постановка задачи ……………………………………………………………………………. 6
Обзор литературы …………………………………………………………………………….. 7
Глава 1. Исходные данные ………………………………………………………………… 9
1.1 Описание данных ………………………………………………………………… 9
1.2 Тест Векслера ……………………………………………………………………… 9
1.3 Данные МРТ ……………………………………………………………………… 10
1.4 Данные ЭЭГ ………………………………………………………………………. 11
1.5 Анализы крови ………………………………………………………………….. 13
1.6 Предобработка данных ………………………………………………………. 13
Глава 2. Используемые методы ……………………………………………………….. 14
2.1 Кластеризация …………………………………………………………………… 14
2.1.1 K-средних …………………………………………………………………………. 14
2.1.2 Агломеративная кластеризация………………………………………….. 15
2.1.3 Модель гауссовой смеси ……………………………………………………. 16
2.2 Понижение размерности ……………………………………………………. 17
2.3 Проверка статистических гипотез………………………………………. 19
Глава 3. Анализ данных…………………………………………………………………… 20
3.1 Выбор инструментария ……………………………………………………… 20
3.2 Данные теста Векслера………………………………………………………. 20
3.3 Данные МРТ ……………………………………………………………………… 23
3.4 Данные ЭЭГ ………………………………………………………………………. 26
3.5 Отбор признаков ……………………………………………………………….. 29 2
Выводы …………………………………………………………………………………………… 32
Заключение …………………………………………………………………………………….. 33
Список литературы …………………………………………………………………………. 34

Предметная область: Сложность задач, возникающих в области нейрофизиологии, а также объем данных, которые используются для диагностики и лечения пациентов, неуклонно растут. В связи с этим разработка эффективных методов обработки этих данных становится наиболее приоритетной. В настоящее время медицинские исследования, и, в частности, нейрофизиология, являются обширной областью для применения методов искусственного интеллекта.
По оценкам, в 2018 году во всем мире насчитывалось около 50 миллионов человек, страдающих деменцией. К 2030 году это число по прогнозам увеличится до 82 миллионов, а уже к 2050 достигнет отметки 152 миллиона человека, что почти в 3 раза больше, чем на данный момент [1].
Болезнь Альцгеймера — это тип деменции, составляющий около 60-80% всех случаев, который вызывает проблемы с памятью, мышлением и поведением. Симптомы обычно развиваются медленно и со временем ухудшаются, становясь достаточно серьезными, чтобы мешать повседневным задачам. Повреждение мозга начинается задолго до того, как появляются проблемы с памятью или другие когнитивные проблемы [2].
Для диагностики болезни Альцгеймера требуется комплексное обследование: изучается семейная медицинская история, применяются различные методы нейровизуализации, например магнитно-резонансная томография (МРТ), проводятся нейрофизиологические исследования, например электроэнцефалография (ЭЭГ), когнитивные тесты на оценку памяти и мышления, анализы крови [3].
Актуальность исследования: Ранняя диагностика болезни Альцгеймера может позволить назначить своевременное лечение для замедления прогрессирования заболевания. Так как, на практике приходится вручную анализировать полученные результаты обследований, возможны
4
ошибки, связанные с человеческим фактором. Кроме того, не всегда удается поставить точный диагноз. Учитывая большое количество источников данных, необходимо знать, на какие показатели стоит обращать внимание.
В данной работе будут рассмотрены данные полученные с помощью МРТ и ЭЭГ обследований, теста Векслера, а также анализов крови.

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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    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
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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