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

    Хочешь уникальную работу?

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

    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    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
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 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
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    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
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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