Разработка модели управления потоком пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями методами интеллектуального анализа данных

Ирина Павловна Болодурина
Оренбургский государственный университет

Александр Михайлович Назаров
Оренбургская областная клиническая больница

Дмитрий Иванович Кича
Российский университет дружбы народов

Любовь Сергеевна Забродина
Оренбургский государственный университет

Артур Юрьевич Жигалов
Оренбургский государственный университет


Аннотация


Введение. В настоящее время развитие технологий Big Data и методов интеллектуального анализа больших данных открыло возможность исследования своевременности, доступности и эффективности проводимой терапии при обработке всей доступной информации о практике лечения. Методы персонифицированной и профилактической медицины, основанные на удаленном мониторинге пациентов и интеллектуальном анализе аналогичной практики лечения, приведут к существенному сокращению затрат и повышению качества жизни. Одними из эффективных методов исследования данных о пациентах и их электронных медицинских карт являются методы машинного обучения.

Цель исследования. Данное исследование направлено на построение модели управления потоком пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями на основе анализа персонифицированных карт данных больных.

Материалы и методы. Определение прогноза на предмет обращения в поликлинику с заболеваниями сердца проведено методом логистической регрессии, алгоритмом построения деревьев решений ID3 и методом обучения ансамбля – случайные леса. В рамках экспериментального исследования проведена оценка эффективности применения рассмотренных методов для прогнозирования на основе анализа ROC-кривой и метрики AUC.

Результаты. Эксперименты на массиве электронных персонифицированных данных о медицинских услугах в территориальном фонде обязательного медицинского страхования (ТФОМС) и медицинском информационно-аналитическом центре г. Оренбурга показали, что для краткосрочного прогнозирования на 1 месяц более высокие результаты показал алгоритм ID3 построения решающих деревьев, а при увеличении рассматриваемого периода до 3 месяцев более эффективным оказался метод логистической регрессии.

Заключение. Предложенный подход к прогнозированию обращений пациентов позволяет повысить качество управления клинико-организационной системой здравоохранения при оказании медицинской помощи, а также спланировать объем и количество отдельных медицинских услуг.


Ключевые слова


логистическая регрессия; деревья решений; случайный лес; сердечно-сосудистые заболевания; алгоритмы обучения

Полный текст:

PDF

Литература


Windmann, S. Big Data Analysis of Manufacturing Processes / S. Windmann, A. Maier, O. Niggemann, C. Frey // Journal of Physics: Conference Series. – 2015. – DOI: 10.1088/1742-6596/659/1/012055

Kim, G. Big Data Applications in the Government Sector: A Comparative Analysis among Leading Countries / G. Kim, J. Chung // Communications of the ACM. – 2014. – Vol. 57. – P. 78–85. DOI: 10.1145/2500873

Alshura, M. Big Data in Marketing Arena. Big Opportunity, Big Challenge, and Research Trends: An Integrated View / M. Alshura, A. Zabadi, M. Abughazaleh // MANAGEMENT AND ECONOMICS REVIEW. – 2018. – Vol. 3. DOI: 10.24818/mer/2018.06-06

Beam, A. Big Data and Machine Learning in Health Care / A. Beam, I. Kohane // JAMA. – 2018. – Vol. 319. DOI: 10.1001/jama.2017.18391

Patient-Level Effectiveness Prediction Modeling for Glioblastoma Using Classification Trees / T. Geldof, N. Damme, I. Huys, W. Dyck // Frontiers in Pharmacology. – 2020. – Vol. 10. DOI: 10.3389/fphar.2019.01665

Blasiak, A. CURATE.AI: Optimizing Personalized Medicine with Artificial Intelligence / A. Blasiak, J. Khong, T. Kee // SLAS TECHNOLOGY: Translating Life Sciences Innovation. – 2019. – DOI: 10.1177/2472630319890316

Lin, R. Diseases and Health Monitoring Big Data: A Survey. / R. Lin, Z. Chronic, H. Wang // IEEE Reviews in Biomedical Engineering. – 2018. DOI: 10.1109/RBME.2018.2829704

Leung, K. Application of Big Data in Decision Making for Emergency Healthcare Management / K. Leung, A. Stevenson // International Journal of Re-search and Engineering. – 2018. – Vol. 5. – P. 311–314. DOI: 10.21276/ijre.2018.5.2.2

Зимина, Е.Ю. Применение облачных технологий в задачах математического анализа кардиологической информации / Е.Ю. Зимина, М.А. Новопашин, А.В. Шмид // Сборник трудов IV международной конференции и молодежной школы «Информационные технологии и нанотехнологии» (ИТНТ-2018). – Самара, 2018. – С. 2282–2287.

Зимина, E.Ю. Кластерный анализ кардиологических данных / E.Ю. Зимина // Статистика и Экономика. – 2018. – Т. 15, № 2. – С. 30–37. DOI: 10.21686/2500-3925-2018-2-30-37

Бурыкин, И.М. Перспективность метода анализа больших данных (big data) для оценки качества и эффективности фармакотерапии пациентов с артериальной гипертензией / И.М. Бурыкин, Г.Н. Алеева, Р.Х. Хафизьянова // Современные технологии в медицине. – 2017. – № 9. – С. 194. DOI: 10.17691/stm2017.9.4.24

Баранов, A.А. Методы и средства комплексного интеллектуального анализа медицинских данных / A.А. Баранов // Труды Института системного анализа Российской академии наук. – 2015. – Т. 65, № 2. – С. 81–93.

Степанян, И.В. Научно-методические основы и биоинформационные технологии управления профессиональными рисками в медицине труда: дис. … д-ра биол. наук / И.В. Степанян. – М., 2012.

Weng, S. Can Machine-learning improve cardiovascular risk prediction using routine clinical data / S. Weng, J. Reps, J. Kai. // PLoS ONE. – 2017. – Vol. 12. DOI: 10.1371/journal.pone.0174944

Krishnan, S. Application of Analytics to Big Data in Healthcare / S. Krishnan // 32nd Southern Biomedical Engineering Conference. – 2016. – P. 156–157. DOI: 10.1109/SBEC.2016.88

Tocci, G. Use of Electronic Support for Implementing Global Cardiovascular Risk Management / G. Tocci, A. Ferrucci, P. Guida // High HEART Press Cardiovasc Prev. – 2010. – Vol. 17. – P. 37–47. DOI: 10.2165/11311750-000000000-00000




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/ctcr200210

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.