Chuyên Đề Thực Tập: Ứng Dụng Phương Pháp Học Máy Để Dự Báo Khả Năng Mắc Bệnh Tim

• Tác giả: Nguyễn Thị Hương Giang
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Liên
• Trường học: Trường Đại học Kinh tế Quốc dân
• Chuyên ngành: Toán Kinh tế
• Đề tài: Ứng dụng phương pháp Học máy vào dự báo khả năng mắc bệnh tim
• Loại tài liệu: chuyên đề thực tập
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Câu hỏi nghiên cứu
• 0.4. Đối tượng nghiên cứu và Phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Phương pháp nghiên cứu
• 0.6. Kết cấu chuyên đề
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Một số khái niệm
• 1.1.1. Cấu tạo hệ tim mạch
• 1.2. Định nghĩa về bệnh tim
• 1.2.1. Bệnh mạch vành
• 1.2.2. Bệnh tim bẩm sinh
• 1.2.3. Bệnh van tim
• 1.2.4. Bệnh mạch máu ngoại vi
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Một số phương pháp học máy có thể sử dụng để dự báo khả năng mắc bệnh tim
• 2.1.1. Phương pháp Hồi quy Logistic (Logistic Regression)
• 2.1.1.1. Giới thiệu về mô hình
• 2.1.1.2. Thuật toán hồi quy Logistic nhị thức
• 2.1.2. Ưu điểm và nhược điểm
• 2.1.3. Mô tả thuật toán Rừng ngẫu nhiên
• 2.1.3.1. Giới thiệu về phương pháp
• 2.1.3.2. Ưu điểm và nhược điểm
• 2.1.4. Support Vector Machine (SVM)
• 2.1.4.1. Giới thiệu về thuật toán
• 2.1.4.2. Ưu điểm và nhược điểm
• 2.1.5. Các tiêu chí đánh giá hiệu suất mô hình
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Phân tích thống kê mô tả
• 3.1.1. Phân tích Khám phá Dữ liệu (EDA - Exploratory Data Analysis)
• 3.1.2. Một số đặc điểm nhân khẩu học
• 3.1.3. Về các thói quen hằng ngày
• 3.1.4. Tiền sử các bệnh khác
• 3.2. Kết quả ước lượng
• 3.2.1. Hồi quy Logistic
• 3.2.2. Mô hình Random Forest
• 3.2.3. So sánh kết quả các mô hình
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về ứng dụng học máy trong dự báo bệnh tim

Ứng dụng học máy trong dự báo bệnh tim đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong y học hiện đại. Với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo và khoa học dữ liệu, các mô hình dự đoán bệnh tim mạch đã được cải thiện đáng kể về độ chính xác và tốc độ. Chuyên đề thực tập này tập trung vào việc áp dụng các thuật toán học máy để phân tích dữ liệu y tế và dự đoán nguy cơ mắc bệnh tim. Các phương pháp như hồi quy logistic, rừng ngẫu nhiên, và SVM được sử dụng để xây dựng các mô hình dự đoán hiệu quả.

1.1. Tầm quan trọng của dự báo bệnh tim

Bệnh tim mạch là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn cầu. Việc dự báo bệnh tim sớm có thể giúp giảm thiểu tỷ lệ tử vong và cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Ứng dụng học máy trong lĩnh vực này không chỉ giúp phân tích nhanh chóng các dữ liệu y tế mà còn hỗ trợ các bác sĩ trong việc đưa ra quyết định điều trị chính xác hơn.

1.2. Các thách thức trong dự báo bệnh tim

Một trong những thách thức lớn nhất trong dự báo bệnh tim là việc xử lý và phân tích lượng lớn dữ liệu y tế. Các mô hình dự đoán cần phải được huấn luyện trên các bộ dữ liệu đa dạng và phức tạp để đảm bảo độ chính xác. Ngoài ra, việc tích hợp các thuật toán học máy vào hệ thống y tế hiện có cũng đòi hỏi sự đầu tư lớn về công nghệ và nhân lực.

II. Phương pháp nghiên cứu và mô hình học máy

Trong chuyên đề thực tập này, các phương pháp nghiên cứu được áp dụng bao gồm phân tích định tính và phân tích định lượng. Các thuật toán học máy như hồi quy logistic, rừng ngẫu nhiên, và SVM được sử dụng để xây dựng các mô hình dự đoán. Các mô hình này được đánh giá dựa trên các tiêu chí như độ chính xác, độ nhạy, và độ đặc hiệu.

2.1. Hồi quy logistic trong dự báo bệnh tim

Hồi quy logistic là một trong những phương pháp phổ biến nhất trong dự báo bệnh tim. Mô hình này sử dụng các biến độc lập để dự đoán xác suất mắc bệnh tim. Ưu điểm của hồi quy logistic là dễ hiểu và dễ triển khai, tuy nhiên, nó có thể không hiệu quả với các bộ dữ liệu phức tạp và không tuyến tính.

2.2. Rừng ngẫu nhiên và SVM trong dự báo bệnh tim

Rừng ngẫu nhiên và SVM là hai phương pháp học máy mạnh mẽ được sử dụng trong dự báo bệnh tim. Rừng ngẫu nhiên có khả năng xử lý các bộ dữ liệu lớn và phức tạp, trong khi SVM có thể phân loại dữ liệu với độ chính xác cao. Cả hai phương pháp đều được đánh giá là hiệu quả trong việc dự đoán nguy cơ mắc bệnh tim.

III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy các mô hình học máy được áp dụng trong chuyên đề thực tập này đều có khả năng dự đoán nguy cơ mắc bệnh tim với độ chính xác cao. Rừng ngẫu nhiên và SVM cho kết quả tốt hơn so với hồi quy logistic trong việc phân loại bệnh nhân có nguy cơ mắc bệnh tim. Các kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ các bác sĩ trong chẩn đoán và điều trị bệnh tim mạch.

3.1. So sánh hiệu suất của các mô hình

Kết quả so sánh hiệu suất của các mô hình học máy cho thấy rừng ngẫu nhiên và SVM có độ chính xác cao hơn so với hồi quy logistic. Điều này cho thấy sự ưu việt của các phương pháp học máy hiện đại trong việc xử lý các bộ dữ liệu phức tạp và đa dạng.

3.2. Ứng dụng thực tế của các mô hình

Các mô hình học máy được phát triển trong chuyên đề thực tập này có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng thực tế. Chúng có thể được tích hợp vào các hệ thống y tế để hỗ trợ các bác sĩ trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh tim mạch, từ đó giảm thiểu tỷ lệ tử vong và cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân.