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研究生:周怡伶
研究生(外文):Yi-Ling Chou
論文名稱:運用資料探勘技術建構「原發性皮質醛酮症」之預測模式
論文名稱(外文):A Study of Data Mining Applied to the Predictive Model of 「Primary aldosteronism」
指導教授:鄭博文鄭博文引用關係
指導教授(外文):Bor-Wen Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:工業工程與管理研究所碩士班
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:62
中文關鍵詞:決策樹C5.0分類迴歸樹CART倒傳遞類神經網路高血壓原發性皮質醛酮症Logistic迴歸模型
外文關鍵詞:Logistic regressionPrimary aldosteronism (PA)Back-propagation NetworkHypertensionC5.0CART
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典型高血壓與原發性皮質醛酮症 (Primary aldosteronism, PA) 是導致高血壓原因的前兩名,且原發性皮質醛酮症的盛行率從不到1%逐年提高至5-15%。當病患有高血壓伴隨低鉀血的症狀常會被懷疑為PA,但有研究指出PA病人可能沒有低鉀血的症狀,因此其他鑑別原發性皮質醛酮症的指標就更加重要。原發性皮質醛酮症病患有高血壓症狀,故在初期不容易察覺,常被診斷為典型高血壓病患,而長期服用高血壓藥物,卻不見得有好的治療效果,因此在臨床上經常發生誤判的情況,並延誤了病患正確的就醫時間。
本研究透過四種預測模型:Logistic迴歸模型、決策樹C5.0、分類迴歸樹CART與倒傳遞類神經網路(BPN),預測病人的疾病類型,典型高血壓或原發性皮質醛酮症,比較四種方法的預測能力,以提供醫師做為臨床參考之用。結果顯示,Logistic迴歸模型所預測的準確度最高,訓練樣本達85.9%,測試樣本達91.9%,重要預測因子共六個:HTNys、BMI、K、PACa、PRAa、MDRDchinese
本研究結果在臨床上可提供臨床醫師預測病患的疾病類型,醫師亦可藉由模型所提供的資訊在臨床上進行客觀評估,減少誤判,降低病患就醫的時間與痛苦。
Typical hypertension and Primary aldosteronism (PA) are the top two reasons for hypertension. Primary aldosteronism affects 5-15% of patients with hypertension. A PA patient could have hypertension and hypokalemia, but the study found that a PA patient may not have hypokalemia. It needs more indicators to diagnose PA. Typical hypertension and PA were often misjudged.
This study applied Logistic regression analysis, C5.0, CART and Back-propagation Network to compare the prediction accuracy of PA. The best model is Logistic regression analysis. The Logistic regression analysis model had 85.9% accuracy for training and 91.9% accuracy for testing, and found six factors for predicting:HTNys、BMI、K、PACa、PRAa、MDRDchinese.
The model of this study can improve the prediction for patient outcome (Typical hypertension or Primary aldosteronism) for clinical treatment. This study will help decrease the malpractice and the pain of patients.
目 錄
摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表 目 錄 vi
圖 目 錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍與限制 3
1.4 研究流程 3
第二章 文獻探討 5
2.1 原發性皮質醛酮症 5
2.1.1 原發性皮質醛酮症的篩檢 6
2.1.2 原發性皮質醛酮症的治療方式 6
2.2 原發性皮質醛酮症相關研究 7
2.3 Logistic迴歸模型 9
2.4 資料探勘 (Data Mining) 12
2.4.1 樣本劃分 13
2.4.2 決策樹(Decision Tree) 15
2.4.3 決策樹 C5.0 16
2.4.4 分類迴歸樹(CART) 17
2.4.5 類神經網路(Artificial Neural Network) 18
2.4.6倒傳遞類神經網路 (Back-propagation Network,BPN) 20
2.5醫療產業運用資料探勘之相關研究 22
第三章 研究方法 24
3.1 研究步驟 24
3.2 個案資料蒐集 27
3.3 變數彙整 27
3.4 K-Fold交叉驗證法 29
3.5 Logistic迴歸預測模型 29
3.6 決策樹C5.0演算法 29
3.7 分類迴歸樹( CART )演算法 30
3.8 倒傳遞類神經網路(BPN) 31
3.9 資料測試 31
3.10評估模型 31
第四章 結果分析 34
4.1 基本資料 34
4.2 K-Fold 交叉驗證 35
4.2.1 Logistic迴歸模型 35
4.2.2 決策樹C5.0 38
4.2.3 分類迴歸樹(CART) 39
4.2.4 倒傳遞類神經網路 40
4.3 未使用K-Fold 交叉驗證 41
4.4 模型比較 41
4.5 建構預測模型 42
4.5.1 建構 Logistic 迴歸模型 43
4.5.2 測試 Logistic 迴歸模型 46
4.6 臨床解釋 47
4.7 預測模型實作 47
第五章 結論與建議 48
5.1 結論 48
5.2 建議 49
參考文獻 50

表 目 錄
表2-1 皮質醛酮素瘤(APA)與雙側腎上腺增生(BAH)特性比較 5
表3-1 變數彙整表 28
表3-2 病患疾病類型之實際與預測分類表 32
表4-1 研究對象之基本資料 34
表4-2 正向選擇變數結果 36
表4-3 反向選擇變數結果 36
表4-4 Logistic迴歸模型之K-Fold交叉驗證結果 37
表4-5 C5.0之K-Fold交叉驗證結果 38
表4-6 CART 之K-Fold交叉驗證結果 39
表4-7 倒傳遞類神經網路之K-Fold交叉驗證結果 40
表4-8 未分群之四種模型結果 41
表4-9 有無K-Fold之四種模型比較 41
表4-10 Logistic 迴歸模型正確率比較 42
表4-11 訓練樣本 Logistic 迴歸模型之ROC曲線區域面積 43
表4-12 模式係數的 Omnibus 檢定 44
表4-13 Nagelkerke R 平方模式摘要 44
表4-14 Hosmer 和 Lemeshow 檢定 45
表4-15 變數在方程式中的輸出結果 45
表4-16 測試樣本 Logistic 迴歸模型之ROC曲線區域面積 46
表4-17 重要因子與臨床意義之比較 47

圖 目 錄
圖2-1 Logistic 函數的曲線圖 10
圖2-2 交疊K=10 之交互驗證程序 14
圖2-3 人工神經元模型 19
圖2-4 轉換函數 21
圖3-1 研究步驟 26
圖4-1 訓練樣本 Logistic 迴歸模型ROC曲線 43
圖4-2 測試樣本 Logistic 迴歸模型ROC曲線 46
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