python机器学习-糖尿病数据挖掘_2024年版(三个实战案例，附代码数据)

作者Toby，原文来自公众号：python生物信息学，《python机器学习-糖尿病数据挖掘_2024年版》，

背景

糖尿病医学描述：糖尿病是一组因胰岛素绝对或相对分泌不足和(或)胰岛素利用障碍，引起的碳水化合物、蛋白质、脂肪代谢紊乱性疾病。以高血糖为主要标志。糖尿病有一型和二型，是由于胰腺分泌胰岛素紊乱或人体无法有效利用其产生的胰岛素而发生的一种慢性疾病，是２１世纪人类面临的健康问题之一．糖尿病伴有弥漫性并发症，其包括心血管病变、肾脏疾病、高血压、中风等、眼部疾病、下肢截肢上百种，由此增加了过早死亡的风险．因此，糖尿病防治形势十分严峻。

截至2022年，中国糖尿病患者近1.3亿。中国糖尿病患病原因受生活方式、老龄化、城市化、家族遗传等多种因素影响。同时，糖尿病患者趋向年轻化。

糖尿病可导致心血管、肾脏、脑血管并发症的发生。因此，准确诊断出患有糖尿病个体具有非常重要的临床意义。糖尿病早期遗传风险预测将有助于预防糖尿病的发生。

根据《中国2型糖尿病防治指南（2017年版）》，糖尿病的诊断标准是具有典型糖尿病症状（烦渴多饮、多尿、多食、不明原因的体重下降）且随机静脉血浆葡萄糖≥11.1mmol/L或空腹静脉血浆葡萄糖≥7.0mmol/L或口服葡萄糖耐量试验（OGTT）负荷后2h血浆葡萄糖≥11.1mmol/L。

糖尿病并非单纯体内血糖过高，3-6年后可能诱发糖尿病并发症，包括最常见的糖尿病肾病，糖尿病肺部，糖尿病足，糖尿病视网膜病变。下图就是糖尿病视网膜病变后视觉成像。

糖尿病并发症很容易人民丧失工作能力和生命。糖尿病肾病最终结局就是肾衰竭，需要做肾移植手术。

2019年估算中国糖尿病患病率排名世界第二

中国糖尿病患者数量为1.2亿，位居世界第一。中国是糖尿病最大药物研发市场。越来越多年轻人属于糖尿病后备军，未来也将加入糖尿病市场，成为药企摇钱树。

下图为中国糖尿病患病率历史数据

糖尿病给经济带来巨大负担糖尿病也给经济带来了巨大的负担，每年诊断出的糖尿病成本约为 3270 亿美元，而未确诊的糖尿病和前驱糖尿病的总成本接近 4000 亿美元。

糖尿病可预防

虽然糖尿病无法治愈，但减肥、健康饮食、积极运动和接受药物治疗等策略可以减轻这种疾病对许多患者的危害。早期诊断可以改变生活方式和更有效的治疗，使糖尿病风险预测模型成为公共和公共卫生官员的重要工具。

糖尿病致病因子多样化虽然有不同类型的糖尿病，但 II 型糖尿病是最常见的形式，其患病率因年龄、教育程度、收入、地点、种族和其他健康的社会决定因素而异。这种疾病的大部分负担也落在社会经济地位较低的人身上。

模型价值和意义
通过我们建立的人工智能机器学习预测模型，可实现以下一些研究问题：

0.探索糖尿病和遗传基因关系
1.模型能准确预测个人是否患有糖尿病。
2.模型能挖掘哪些风险因素最能预测糖尿病风险。
3.我们能使用风险因素的一个子集来准确预测一个人是否患有糖尿病。
4.我们可以使用筛选几个重要糖尿病致病特征，然后组合创建为一个简短的问题，以准确预测某人是否可能患有糖尿病或是否有糖尿病的高风险。