Вибір моделей машинного навчання для прогнозування розвитку психологічних розладів у людей із гіпотиреозом та гіпертиреозом

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.30837/2522-9818.2024.2.076

Ключові слова:

гіпотиреоз; гіпертиреоз; психологічні розлади; прогнозування; лінійна адитивна згортка; принцип Парето; алгоритм

Анотація

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.

Біографія автора

Нурал Гулієв, Харківський національний університет радіоелектроніки

Харківський національний університет радіоелектроніки, аспірант

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

2024-06-30

Як цитувати

Гулієв, Н. (2024). Вибір моделей машинного навчання для прогнозування розвитку психологічних розладів у людей із гіпотиреозом та гіпертиреозом. СУЧАСНИЙ СТАН НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ТЕХНОЛОГІЙ В ПРОМИСЛОВОСТІ, (2(28), 76–85. https://doi.org/10.30837/2522-9818.2024.2.076