Parkinsonin riskien ja oireiden analyysi ja luokittelu

Parkinsonin riskien ja oireiden analyysi ja luokittelu

Tausta

Parkinsonin tauti on etenevä neurodegeneratiivinen sairaus, joka vaikuttaa liikkeiden hallintaan ja kognitiivisiin toimintoihin. Se esiintyy usein yli 60-vuotiailla henkilöillä ja ilmenee motoristen oireiden (vapina, jäykkyys, bradykinesia, posturaalinen epävakaus) ja ei-motoristen oireiden (unihäiriöt, ummetus, masennus, puheongelmät) yhdistelmänä.

Varhainen diagnoosi ja taudin etenemisen seuranta ovat olennaisia hoidon optimoimiseksi ja potilaiden elämänlaadun parantamiseksi. Tekoäly mahdollistaa kliinisten tietojen ja elämäntavan monimutkaisen analyysin:

• riskitekijöiden tunnistamiseen
• potilaiden luokitteluun
• taudin etenemisen arviointiin

Tämän ongelman ratkaisemiseksi käytössänne on kaksi tiedostoa:

• train.csv – sisältää kaikki muuttujat, mukaan lukien Diagnosis, mallien kouluttamiseen
• test.csv – sisältää samat muuttujat ilman Diagnosis-saraketta, ja tämän tiedoston tietoja käytetään ennusteiden generointiin

Tietojoukon kuvaus

Vaatimukset

Tässä ongelmassa on ratkaistava 3 tehtävää.

Tehtävä 1 – Kardiometabolinen riskipistemäärä (20 pistettä)

Laskekaa jokaiselle testijoukon potilaalle kardiovaskulaarinen ja metabolinen riskipistemäärä olemassa olevien sarakkeiden (Hypertension, Diabetes, BMI) perusteella.

• Kaava:

1CardiometabolicRiskScore = (Hypertension == 1) + (Diabetes == 1) + (BMI > 30)

CardiometabolicRiskScore on yksinkertainen pistemäärä, joka arvioi potilaan kardiovaskulaarista ja metabolista riskiä.
Jokainen komponentti lisää yhden pisteen pistemäärään:

• Verenpainetauti: jos potilaalla on kohonnut verenpaine, lisätään 1 piste.

• Diabetes: jos potilaalla on diabetes, lisätään 1 piste.

• BMI > 30: jos painoindeksi osoittaa lihavuutta (BMI yli 30), lisätään 1 piste.

• Answer palautetiedostossa on numeerinen arvo, joka on laskettu jokaiselle testijoukon potilaalle.

Tehtävä 2 – Elämäntapariskiindeksi (20 pistettä)

Laskekaa pistemäärä, joka arvioi elämäntapaan liittyvää riskiä olemassa olevien sarakkeiden (Smoking, AlcoholConsumption, PhysicalActivity) perusteella.

• Kaava:

1LifestyleRiskIndex = (Smoking == 1) + (AlcoholConsumption > 2) + (PhysicalActivity < 1)

LifestyleRiskIndex on pistemäärä, joka arvioi potilaan elämäntapaan liittyvää riskiä.
Jokainen komponentti lisää yhden pisteen pistemäärään:

• Smoking: jos potilas tupakoi, lisätään 1 piste.
• AlcoholConsumption > 2: jos potilas kuluttaa yli 2 alkoholiyksikköä viikossa, lisätään 1 piste.
• PhysicalActivity < 1: jos potilas harrastaa alle tunnin fyysistä aktiivisuutta viikossa, lisätään 1 piste.

Lopullinen pistemäärä vaihtelee 0:n (riskitön elämäntapa) ja 3:n (kaikki riskitekijät läsnä) välillä, tarjoten yksinkertaisen mittarin elämäntavan vaikutuksesta terveyteen.

Tehtävä 3 – Parkinsonin luokittelu (60 pistettä)

Rakentakaa luokittelumalli, joka ennustaa Diagnosis-arvon (0 = terve, 1 = Parkinson) kaikkien train.csv-tiedostossa saatavilla olevien tietojen perusteella. Voitte valita käyttää kaikkia koulutusjoukosta saatavia tietoja mallin luokitteluun tai valita sopivimmat tiedot.

• Ennusteiden jokaisen test.csv-tiedoston potilaan osalta tulee olla muodossa 0/1.
• Answer palautetiedostossa on 0 (terve) tai 1 (kärsii Parkinsonista) jokaiselle potilaalle.

Palautetiedoston muoto

submission.csv-tiedoston tulee sisältää:

• PatientID - edustaa potilaan ID:tä ja se otetaan test.csv-tiedostosta;
• subtaskID voi olla: Task1, Task2, Task3
• Answer edustaa PatientID:llä ilmoitetulle potilaalle subtaskID:llä ilmoitetussa tehtävässä laskettua arvoa.

Arviointi

Alitehtävän 3 osalta pisteet myönnetään seuraavien sääntöjen mukaan:

• AUC ≥ 0.95 → 60 pistettä
• AUC ≤ 0.70 → 0 pistettä
• Niiden välinen väli: suhteellinen pistemäärä

Alitehtävien 1–2 osalta arvioidaan tarkasti (vertailulla).