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!

    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 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
    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

    Другие учебные работы по предмету

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