Вибір моделей машинного навчання для прогнозування розвитку психологічних розладів у людей із гіпотиреозом та гіпертиреозом
DOI:
https://doi.org/10.30837/2522-9818.2024.2.076Ключові слова:
гіпотиреоз; гіпертиреоз; психологічні розлади; прогнозування; лінійна адитивна згортка; принцип Парето; алгоритмАнотація
Предметом дослідження в статті є ендокринологічні захворювання, а саме: аналіз ускладнень у людей з гіпотиреозом та гіпертиреозом. Відомо, що ці хвороби виникають безсимптомно або можуть бути наслідками інших захворювань, через що люди не підозрюють, на що саме хворіють. Пізніше хвороби зазвичай спричиняють ускладнення в організмі, найнебезпечнішими з яких є психологічні розлади: депресія, маніакальність, агресивність тощо. Тому метою роботи є розроблення методів прогнозування виникнення неврологічних погіршень організму в людей, у яких вже виявлено ендокринологічні захворювання. У статті розв’язувалися завдання вибору кращих моделей прогнозування виникнення психологічних розладів у пацієнтів з ендокринологічними проблемами. Аналізувалися методи машинного навчання, поширені в медичній галузі, та обирався один із них, який найбільш ефективно вирішує всі поставлені завдання. У виборі критеріїв узято до уваги потенційні проблеми з медичними та психологічними показниками. Упроваджувався метод лінійної адитивної згортки для вибору найкращих за результатами альтернатив, із принципом Парето, спрямованим на вилучення непідхожих альтернатив через те, що всі ознаки мають менші показники, ніж в інших варіантах. Для експерименту всі ознаки конвертувалися в кількісні для підрахунку значень згортки. Критерії оцінки наведені в роботі. Досягнуто таких результатів: моделлю прогнозування в подальшому дослідженні окресленого завдання буде випадковий ліс. Висновки: досліджено методи прогнозування та обрано більш оптимальну модель за допомогою лінійної адитивної згортки, а саме алгоритм "випадковий ліс", розглянуто переваги й недоліки зазначеної моделі. Більш детальний аналіз її розроблення буде запропоновано в наступних статтях. Надано математичний опис обраного методу прогнозування, що містить потенційні способи реалізації та кроки побудови алгоритму одного із цих способів.
Посилання
References
Pobihun, N.G. (2020), "Research on the impact of physical activity and stress on the thyroid gland in hypothyroidism". Scientific and Practical Journal, 3(№ 4 (12)), P. 97–101. available at: https://art-of-medicine.ifnmu.edu.ua/index.php/aom/article/view/402
Mubashir Alam, K., Tasnim Ahsan, Urooj Lal, R., Ruqshanda Jabeen, and Saad Farooq. (2017), "Subclinical hypothyroidism: frequency, clinical manifestations, and indications for treatment". Pakistan Journal of Medical Sciences, 33(4), P. 818–822. DOI: 10.12669/pjms.334.12921
Feldman, A.Z., Shrestha, R.T., & Geneslaw, J.V. (2013), "Neuropsychiatric manifestations of thyroid diseases". Endocrinology and Metabolism Clinics of North America, 42(3), P. 453–476. DOI: 10.1016/j.ecl.2013.05.005
Almeida, O.P., Alfonso, H., Flicker, L., Hankey, G., Chubb, S.A.P., & Yeap, B.B. (2011), "Thyroid hormones and depression". The American Journal of Geriatric Psychiatry, 19(9), P. 763–770. DOI: 10.1097/jgp.0b013e31820dcad5
Bunevicius, R., & Prange, A.J. (2010), "Thyroid diseases and mental disorders: cause and effect or only comorbidity?", Current Opinion in Psychiatry, 23(4), P. 363–368. DOI: 10.1097/yco.0b013e3283387b50
Yarach, D., Kukharska, A., Raevska-Rager, A., & Latska, K. (2012), "Cognitive functions and mood during chronic thyrotropin-suppressive L-thyroxine therapy in patients with differentiated thyroid carcinoma". Journal of Endocrinological Research, 35(8), P. 760–765.
Demartini, B., Ranieri, R., Masu, A., Selle, V., Scaroni, C., & Gambini, O. (2014), "Depressive symptoms and major depressive disorder in patients with subclinical hypothyroidism". Journal of Nervous and Mental Disease, 202(8), P. 603–607. DOI: 10.1097/nmd.0000000000000168
Kozhyna, N.M., Tovazhnyanska, O.L., Markova, M.V., Zelenska, K.O., & Kauka, O.I. (2020), "Features of primary hypothyroidism in forcibly displaced persons as a basis for the formation of cognitive and anxiety-depressive disorders". Problems of Endocrine Pathology, 73(3), P. 25–32. DOI: https://doi.org/10.21856/j-PEP.2020.3.03
Marian, G., Nica, E.A., Ionescu, B.E., & Guinea, D. (2009), "Hyperthyroidism – cause of depression and psychosis: clinical case". Journal of Medicine and Life, 2(4), P. 440–442.
Dabldey, A.R., & Sippel, R.S. (2020), "Hyperthyroidism". Gland Surgery, 9(1), P. 124-135. DOI: 10.21037/gs.2019.11.01
Soiri, I.N., & Reidpat, D.D. (2013), "Health forecasting review", Environmental Health and Preventive Medicine, №18, P. 1–9. https://doi.org/10.1007/s12199-012-0294-6
Armstrong, J.S. (2001), "Principles of forecasting: A handbook for researchers and practitioners". Norwell: Kluwer Academic Publishers. 458 р.
Savchuk, O. (2021), "Application of machine learning in clinical psychology". available at: https://ojs.tdmu.edu.ua/index.php/kl-stomat/article/download/6147/5624/21744
Hodovanyets, O.I. & Rozhko, M.M. (2015), "Features of the formation of the dental arch system in children with diffuse non-toxic goiter", Bulletin of Biology and Medicine Issues, Vol. 2, Issue 2(119), P. 37–39.
Zelinska, N.B., Tereshchenko, A.V., & Rudenko, N.G. (2013), "The state of providing specialized assistance to children with endocrine pathology in Ukraine in 2012 and prospects for its development". Ukrainian Journal of Pediatric Endocrinology, No 3, P. 31–39.
Lytvynenko, O. (2021), "Innovative approaches to processing psychological data using machine learning". available at: https://openarchive.nure.ua/server/api/core/bitstreams/86aa5c34-6f0f-44a4-ac51-76e7d191e085/content
Livingston, E.H. (2019), "Subclinical hypothyroidism". JAMA, 322(2), 180 р. DOI: 10.1001/jama.2019.9508
Kyslyi, O. (2021), "Using machine learning methods in psychological research". available at: https://ami-ejournal.cdu.edu.ua/article/view/4158/4438
Zbarazhskyi, M. (2021), "Analysis of psychological data using machine learning techniques". available at: https://ojs.tdmu.edu.ua/index.php/visnyk-nauk-dos/article/view/8460/7880
Ivanov, I. (2021), "Advanced machine learning techniques in psychology". available at: https://ela.kpi.ua/items/20f948bd-5b8a-420e-a86e-70d86be50866
Kyslyi, O. (2020), "Using machine learning methods in psychological research. Artificial Intelligence Methods". available at: https://ami-ejournal.cdu.edu.ua/article/view/4158/4438
Petrov, A. (2021), "Applications of machine learning in psychological studies". available at: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/17dfafd7-9874-4b51-b865-f20ea63e5076/content
Cutler, A., & Zhao, G. (2001), "PERT – Perfect Random Tree Ensembles". Computing Science and Statistics, № 33, P. 490–497.
Babak, V.P., Biletskyi, A.Ya., Prystavka, O.P., & Prystavka, P.O. (2001), "Statistical data processing". Kyiv: MIVVTS. 388 р.
Breiman, L. (2001), "Random Forests". Machine Learning, P. 45.
Mochurad, L. & Ilkiv, A. (2022), "Advanced method of medical classification using parallelization algorithms". Computer Systems and Information Technologies, (1), P. 23–31. DOI: 10.31891/CSIT-2022-1-3
Ittermann, T., Fiolka, H., Baumeister, S.E., Appel, K., & Graabe, H.J. (2015), "Diagnosed thyroid diseases associated with depression and anxiety". Social Psychiatry and Psychiatric Epidemiology, 50(9), P. 1417–1425. DOI: 10.1007/s00127-015-1043-0
Martino, J.P. (1972), "Forecasting the progress of technologies". New York, New York: Gordon and Breach Science Publishers. № 2. 15 р.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.