Σύγκριση αλγορίθμων ταξινόμησης σε ιατρικά δεδομένα

• Κύριος συγγραφέας: Ζιάκος, Χρήστος
• Άλλοι συγγραφείς: Ziakos, Christos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Ουρολοίμωξη; Αλγόριθμοι εξόρυξης; Algorithms; Python; Urinary tract infection

Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η πρόβλεψη της εκδήλωσης μια λοίμωξης σε ασθενείς να είναι η ουρολοίμωξη με την χρήση ευφυών αλγορίθμων εξόρυξης γνώσης, οι οποίοι θα αξιολογούν διάφορους παράγοντες που αφορούν την συγκεκριμένη λοίμωξη και θα εξάγουν αποτελέσματα προσφέροντάς μας την λειτουργική γνώση. Το Dataset που θα χρησιμοποιήσουμε αφορά δεδομένα από 602 καταγραφές από ασθενείς από την παιδιατρική κλινική του ΠΓΝΠ Ρίον, οι οποίοι έχουν κάνει αιματολογικές εξετάσεις για τυχόν λοιμόξεις που που ενδέχεται να έχουν. Παρακάτω εξηγείται ο ορισμός των 13 χαρακτηριστικών στο πρόβλημα της πρόβλεψης μια λοίμωξη να είναι ουρολοίμωξη (UTI). Χαρακτηριστικά:  AGE: ηλικία ασθενή  SEX {1,2}: φύλλο ασθενή  COLI_OTHER {1,2}: μικρόβιο  FEVER {0,1}: πυρετός  max_FEVER : μέγιστος πυρετός  LEUC: λευκοματίνες  NEUT: ουδετερόφιλα  PLT: Αριθμός Αιμοπεταλίων  CRP: C-αντιδρώσα πρωτεΐνη  UR_LEUCO: Λευκά αιμοσφαίρια  NITR {0,1}:  ECHO {0,1}  REFL_YES_NO {0,1}Τι είναι η ουρολοίμωξη Η ουρολοίμωξη προκαλείται στο ουροποιητικό σύστημα από παθογόνους μικροοργανισμούς, και κυρίως από το βακτήριο Escherichia coli - E. coli, που αποικίζει φυσιολογικά το έντερο. Εάν υπάρχει ασθενές ανοσοποιητικό σύστημα και ορισμένοι μικροοργανισμοί εισέρθουν από την ουρήθρα στο ουροποιητικό συστήμα, τότε δημιουργούν λοίμωξη και φλεγμονή. Τα μικρόβια εισβάλλουν στο ουροποιητικό και μπορούν να προκαλέσουν μόλυνση στην ουροδόχο κύστη, στην ουρήθρα ή στα νεφρά. Πού οφείλεται; Η ουρολοίμωξη οφείλεται σε μικρόβια που εισέρχονται στην ουροδόχο κύστη και εκεί πολλαπλασιάζονται. Είναι πιο συχνή στις γυναίκες, λόγω ανατομίας, η ουρήθρα έχει μικρότερο μήκος συγκριτικά με τους άντρες και βρίσκεται πιο κοντά στον πρωκτό. Αν και το ουροποιητικό έχει μηχανισμούς άμυνας, κάποιες φορές όταν αυτοί εξασθενήσουν είναι εύκολο για τα μικρόβια να εισβάλλουν. Στα μικρά παιδιά Το μοναδικό σύμπτωμα μια λοίμωξης του ουροποιητικού συστήματος (UTI) μπορεί να είναι ο πυρετός. Λόγω της έλλειψης εμφανών συμπτωμάτων, όταν κοριτσάκια κάτω των δύο ετών ή αγοράκια κάτω του ενός έτους χωρίς περιτομή παρουσιάσουν πυρετό, πολλές ιατρικές οργανώσεις συνιστούν την καλλιέργεια ούρων. Τα βρέφη μπορεί να τρώνε ελάχιστα, να κάνουν εμετό, να κοιμούνται περισσότερο ή να παρουσιάσουν σημάδια ίκτερου. Σε μεγαλύτερης ηλικίας παιδιά, μπορεί να εμφανιστεί ακράτεια.Συμπτώματα Συνήθως, αντιλαμβανόμαστε ότι κάτι δεν πάει καλά όταν παρατηρούμε διάφορες ενοχλήσεις. Τα πιο συνηθισμένα συμπτώματα της ουρολοίμωξης είναι: o Αίσθημα καύσου ή ακόμα και πόνος κατά την ούρηση o Συχνή ουρία o Θολά, αιματηρά ή δύσοσμα ούρα o Πόνοι χαμηλά στην κοιλιά ή στη μέση o Εμετός Παθογένεια Οι ουρολοιμώξεις κατά κύριο λόγο γίνονται εκ της ουρήθρας και λιγότερο αιματογενώς στα πλαίσια μικροβιαιμίας . Η πρόκληση της ουρολοίμωξης εξαρτάται αφενός μεν από τον αριθμό και το υπεύθυνο μικροβίου, αφετέρου δε από την άμυνα του οργανισμού τοπική και συστηματική. Ειδικότερα στις γυναίκες που είναι και συχνότερες οι ουρολοιμώξεις, το μικρό μήκος της ουρήθρας, η μειωμένη παραγωγή βλέννης, η ξηρότητα του κόλπου, το αλκαλικό pH και η απουσία γαλακτοβάκιλλων στον κόλπο που σχετίζεται με τη μείωση των οιστρογόνων στις μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες αυξάνουν τον αριθμό των μικροβίων που αποικίζουν τον κόλπο και συνεπεία τούτου τη συχνότητα ουρολοιμώξεων. Όσον αφορά στη λοιμογόνο δύναμη των μικροβίων, πέραν του αριθμού ενοφθαλμισμού, η προσκολλητική ικανότητα στα επιθήλια του κόλπου και τα ουροθηλιακά κύτταρα είναι ο κύριος παράγοντας πρόκλησης ουρολοίμωξης.ΕΞΟΡΥΞΗ ΓΝΩΣΗΣ –DATA MINING Οι αλγόριθμοι εξόρυξης γνώσης είναι εργαλεία τα οποία μας βοηθούν να εξάγουμε πληροφορίες λειτουργικές από έναν μεγάλο όγκο δεδομένων, κάτι που δεν θα μπορούσε να γίνει από έναν απλό πειραματιστή εξαιτίας του μεγάλου όγκου πληροφορίας. Οι αλγόριθμοι αυτοί συνθέτουν πρότυπα τα οποία βασίζονται σε συσχετίσεις και κανόνες αλλά και ακολουθίες διαμερισμού, ταξινόμησης και ομαδοποίησης δεδομένων αξιολογώντας στο τέλος την εμπιστοσύνη αι την υποστήριξη της πληροφορίας. Η διαδικασία αυτή είναι γνωστή ως data mining και βοηθά να διαχειριστούμε την εξαγόμενη πληροφορία από το αποτέλεσμά μας. Οι αλγόριθμοι που θα δουλέψουμε είναι : ΚΝΝ, K-means, Support Vector Machine (SVM), Bayesian Classifiers, Decision Tree, Random Forest και θα τα δοκιμάσουμε πάνω σε εργαλεία όπως python,R-statistic, Matlab,Weka, και Clips μέχρι να καταλήξουμε στα κατάλληλα και ιδανικότερα αποτελέσματα.