17、基于分类算法的糖尿病疾病预测

基于分类算法的糖尿病疾病预测

1. 引言

糖尿病是一种慢性代谢疾病,其特征是血糖水平升高(高血糖)。糖尿病主要由体内胰岛素缺乏引起,主要分为三种类型:妊娠期糖尿病、1 型糖尿病和 2 型糖尿病。

  • 糖尿病的现状与危害 :全球糖尿病患者数量不断增加,2013 年有 3.82 亿患者,预计到 2035 年将增至 5.95 亿。其中,2 型糖尿病占比约 90%,与寿命延长、肥胖、不良饮食、久坐生活方式和城市化等因素有关。糖尿病会引发多种健康问题,包括心血管疾病、神经损伤、肾脏损伤、眼部损伤、阿尔茨海默病和抑郁症等。妊娠期糖尿病患者还面临生育缺陷和流产等风险。
  • 机器学习在糖尿病诊断中的应用 :利用机器学习对糖尿病患者的日常身体数据进行初步评估,可为医疗从业者提供参考。原始数据量大且来源和格式多样,可能包含无关特征和缺失数据,需要进行数据挖掘来提取隐藏信息。常见的数据挖掘技术包括聚类、分类算法(如朴素贝叶斯、决策树和神经网络)等。在本文中,我们使用支持向量机(SVM)、随机森林和逻辑回归作为分类器,来预测一个人是否患有糖尿病。
2. 相关工作

许多研究人员已经提出了使用各种机器学习技术进行糖尿病疾病分类的想法。以下是一些相关研究的概述:
|研究|使用的算法|数据集|准确率|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|某些研究|支持向量算法|Pima 印第安人糖尿病数据集(PIDD)| - |
|某研究|决策树、逻辑回归、朴素贝叶斯|真实数据集| - |
|某研究|人工神经网

### 糖尿病预测中的机器学习模型 糖尿病是一种常见的慢性疾病,其早期诊断对于预防并发症至关重要。近年来,随着数据科学的发展,基于机器学习糖尿病预测模型逐渐成为研究热点。这些模型通过分析患者的生理指标、生活习惯和其他医疗记录来评估患病风险。 #### 数据准备 构建糖尿病预测模型的第一步是收集高质量的数据集。通常使用的特征包括但不限于年龄、性别、体重指数(BMI)、血压以及血糖水平等生物标志物[^1]。此外,生活方式因素如饮食习惯、运动频率也可能被纳入考虑范围。为了提高模型性能,还需要对原始数据进行预处理操作,例如缺失值填补、异常检测和标准化转换[^2]。 #### 常见算法选择 针对分类任务性质,在实现过程中可以尝试多种监督学习方法: - **逻辑回归 (Logistic Regression)** 是一种简单有效的线性判别技术,适用于低维输入空间下的二元判定场景; - **支持向量机 (Support Vector Machine, SVM)** 能够有效应对高维度稀疏分布样本集合,并具备较强的泛化能力; - **随机森林(Random Forests)** 利用集成策略综合多个决策树的结果输出最终类别标签估计值,具有较好的抗过拟合特性; - **梯度提升树(Gradient Boosting Decision Trees, GBDT)** 及其变种XGBoost/LightGBM/CatBoost进一步优化了传统GBDT框架下计算效率瓶颈问题的同时保持甚至提升了原有精度表现; 以下是利用Python Scikit-Learn库搭建基本版SVM分类器的一个例子: ```python from sklearn import datasets from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.preprocessing import StandardScaler from sklearn.svm import SVC from sklearn.metrics import accuracy_score # 加载示例数据集 diabetes = datasets.load_diabetes() X = diabetes.data[:, :8] # 使用前八个特征作为自变量 y = diabetes.target # 设定目标变量为响应变量 # 将数据划分为训练组与测试组 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42) scaler = StandardScaler().fit(X_train) scaled_X_train = scaler.transform(X_train) scaled_X_test = scaler.transform(X_test) clf = SVC(kernel='linear') # 初始化线性核函数的支持向量机实例对象 model = clf.fit(scaled_X_train, y_train.astype('int')) # 执行拟合过程 predictions = model.predict(scaled_X_test) # 对新观测做出预测 accuracy = accuracy_score(y_test.astype('int'), predictions) # 计算准确率得分 print(f'Accuracy: {accuracy:.4f}') ``` 以上代码片段展示了如何加载数据、分割成训练/验证子集、应用标准缩放变换并建立一个简单的SVC模型完成预测工作流演示[^3]。 #### 性能评价指标 除了传统的准确性(Accuracy),其他几个重要衡量标准还包括敏感度(Sensitivity)/召回率(Recall)、特异性(Specificity)、F1分数(F1-Score)等等。它们共同构成了全面评估任何给定ML解决方案效果优劣程度的关键组成部分之一[^4]。
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符  | 博主筛选后可见
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值