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

Автор: Болодурина Ирина Павловна, Назаров Александр Михайлович, Кича Дмитрий Иванович, Забродина Любовь Сергеевна, Жигалов Артур Юрьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника @vestnik-susu-ctcr

Рубрика: Управление в социально-экономических системах

Статья в выпуске: 2 т.20, 2020 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Логистическая регрессия, деревья решений, случайный лес, сердечно-сосудистые заболевания, алгоритмы обучения

Короткий адрес: https://sciup.org/147233749

IDR: 147233749   |   DOI: 10.14529/ctcr200210

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

  • Windmann, S. Big Data Analysis of Manufacturing Processes / S. Windmann, A. Maier, O. Niggemann, C. Frey //Journal of Physics: Conference Series. - 2015. - DOI: 10.1088/17426596/659/1/012055
  • 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 нано-технологии» (ИТНТ-2018). - Самара, 2018. - С. 2282-2287.
  • Зимина, EM. Кластерный анализ кардиологических данных / EM. 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.A. Методы и средства комплексного интеллектуального анализа медицинских данных / A.A. 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
Еще
Статья научная