R语言逻辑回归、决策树、随机森林、神经网络预测患者心脏病数据混淆矩阵可视化(上)

简介: R语言逻辑回归、决策树、随机森林、神经网络预测患者心脏病数据混淆矩阵可视化

全文链接:https://tecdat.cn/?p=33760


众所周知,心脏疾病是目前全球最主要的死因。开发一个能够预测患者心脏疾病存在的计算系统将显著降低死亡率并大幅降低医疗保健成本。机器学习在全球许多领域中被广泛应用,尤其在医疗行业中越来越受欢迎。机器学习可以在预测关键疾病(例如心脏病)的存在或不存在方面发挥重要作用(点击文末“阅读原文”获取完整代码数据)。


如果能提前准确预测这些信息,可以为医生提供重要见解,从而能够相应并有效地进行患者治疗。以下演示了对流行的心脏疾病数据库进行的探索性数据分析。除此之外,还使用不同方法(如逻辑回归、随机森林和神经网络)进行心脏病预测。

数据集:数据集包含76个属性,但建议我们只使用其中的14个进行分析。在本文中,使用一个合并的数据集构建分类器,并使用交叉验证技术进行性能评估。

特征:

  1. Age:年龄(以年为单位)。
  2. Gender:性别,1表示男性,0表示女性。
  3. Cp:胸痛类型,取值1:典型心绞痛,取值2:非典型心绞痛,取值3:非心绞痛疼痛,取值4:无症状。
  4. Trestbps:静息血压(以毫米汞柱为单位)。
  5. Chol:血清胆固醇(以毫克/分升为单位)。
  6. Fbs:空腹血糖 > 120 mg/dl,1表示真,0表示假。
  7. Restecg:静息心电图结果,取值0:正常,取值1:ST-T波异常,取值2:根据Estes标准显示可能或明确的左室肥厚。
  8. Thalach:达到的最高心率(每分钟心跳数)。
  9. Exang:运动诱发心绞痛,1表示是,0表示否。
  10. Oldpeak:相对于休息引起的ST段压低。
  11. Slope:峰值运动ST段的斜率,取值1:上坡,取值2:平坦,取值3:下坡。
  12. Ca:血管数量(0-3)。
  13. Thal:3 = 正常;6 = 固定缺陷;7 = 可逆性缺陷。
  14. Target:两个类别,因此是一个二分类问题。

目标:预测一个人是否患有心脏疾病。

读取数据集并检查是否有缺失值

head(heartDiseaseData)

image.png

sum(is.na(heartDiseaseData))
## [1] 0
colnames(heartDiseaseData)[1]<-"age"
str(heartDiseaseData)

image.png

数据预处理


heartDiseaseData$cp<-as.factor(heartDiseaseData$cp)
levels(heartDiseaseData$cp)[levels(heartDiseaseData$cp)==0] <- "Chest Pain Type 0"
levels(heartDiseaseData$cp)[levels(heartDiseaseData$cp)==1] <- "Chest Pain Type 1"
levels(heartDiseaseData$cp)[levels(heartDiseaseData$cp)==2] <- "Chest Pain Type 2"
levels(heartDiseaseData$cp)[levels(heartDiseaseData$cp)==3] <- "Chest Pain Type 3"
...

image.png

检查缺失值

sum(is.na(heartDiseaseData))
## [1] 0

数据摘要

summary(heartDiseaseData)

image.png

健康人和心脏病患者的观测总数。

ggplot(heartDiseaseData,aes(t...

image.png

女性心脏病的发病率高于男性

ggplot(heartDiseaseData,aes(target, fill=target)) +
...

image.png

可以观察到,健康人和患有心脏病的人的 Rest ECG 分布没有明显差异。

ggplot(heartDiseaseData,aes(trestbps, fill=target)) + 
  geom_histogram(aes(y=..density..),breaks=seq(90, 200, by=10), ...

image.png

可以观察到心脏病在各个年龄段均匀分布。此外,患者的中位年龄为56岁,最年轻和最年长的患者分别为29岁和77岁。可以从图表中观察到,患有心脏病的人的中位年龄小于健康人。此外,患心脏病的患者的分布略微倾斜。因此,我们可以将年龄作为一个预测特征。

ggplot(heartDiseaseData,aes(age, fill=target)) + ...

image.png

ggplot(heartDiseaseData,aes(x=target, y=age, fill=target)) + 
...

image.png

此外,患有心脏病的人通常具有比健康人更高的最高心率。

ggplot(heartDiseaseData,aes(thalach, fill=target)) +
...
  ggtitle("Max Heart Rate Histogram")

image.png

此外,可以观察到大多数患有心脏病的人其血清胆固醇在200-300 mg/dl范围内。

ggplot(heartDiseaseData,aes(chol, fill=target)) +
 ...

image.png

大多数心脏病患者的ST段压低为0.1。


点击标题查阅往期内容


R语言随机森林RandomForest、逻辑回归Logisitc预测心脏病数据和可视化分析


01

02

03

04


ggplot(heartDiseaseData,aes(oldpeak, fill=target)) +
  geom_histogram(aes(y=..density..),breaks=seq(0, 7, by=0.1), ...

image.png

大多数拥有0个主要血管的人患有心脏病。

ggplot(heartDiseaseData,aes(ca, fill=target)) +
  geom_histogram(aes(y=..density..),breaks=seq(0, 5, by=1), ...

image.png

大多数患有心脏病的人胸痛类型为1或2。

ggplot(heartDiseaseData,aes(target, fill=target)) +
...

image.png

空腹血糖没有明显差异。

ggplot(heartDiseaseData,aes(target, fill=target)) +
...

image.png

拥有静息心电图异常类型1的人患心脏病的可能性较高。

ggplot(heartDiseaseData,aes(target, fill=target)) +
...

image.png

没有运动诱发性心绞痛的人患心脏病的可能性较高。

ggplot(heartDiseaseData,aes(target, fill=target)) +
...
  scale_fill_manual(values=c("#97BE11","#DC1E0B"))

image.png

具有最高斜率2的人患心脏病的可能性更高

ggplot(heartDiseaseData, aes(target, fill=target)) +
...
  scale_fill_manual(values=c("#97BE11", "#DC1E0B"))

image.png


R语言逻辑回归、决策树、随机森林、神经网络预测患者心脏病数据混淆矩阵可视化(下):https://developer.aliyun.com/article/1498751

相关文章
|
12月前
|
存储 机器学习/深度学习 监控
网络管理监控软件的 C# 区间树性能阈值查询算法
针对网络管理监控软件的高效区间查询需求,本文提出基于区间树的优化方案。传统线性遍历效率低,10万条数据查询超800ms,难以满足实时性要求。区间树以平衡二叉搜索树结构,结合节点最大值剪枝策略,将查询复杂度从O(N)降至O(logN+K),显著提升性能。通过C#实现,支持按指标类型分组建树、增量插入与多维度联合查询,在10万记录下查询耗时仅约2.8ms,内存占用降低35%。测试表明,该方案有效解决高负载场景下的响应延迟问题,助力管理员快速定位异常设备,提升运维效率与系统稳定性。
470 4
|
人工智能 监控 安全
2025年网络安全投资的六大关键考量:应对新威胁的智慧决策
2025年网络安全投资的六大关键考量:应对新威胁的智慧决策
|
机器学习/深度学习 数据采集 人工智能
基于Huffman树的层次化Softmax:面向大规模神经网络的高效概率计算方法
层次化Softmax算法通过引入Huffman树结构,将传统Softmax的计算复杂度从线性降至对数级别,显著提升了大规模词汇表的训练效率。该算法不仅优化了计算效率,还在处理大规模离散分布问题上提供了新的思路。文章详细介绍了Huffman树的构建、节点编码、概率计算及基于Gensim的实现方法,并讨论了工程实现中的优化策略与应用实践。
547 15
基于Huffman树的层次化Softmax:面向大规模神经网络的高效概率计算方法
|
网络虚拟化
生成树协议(STP)及其演进版本RSTP和MSTP,旨在解决网络中的环路问题,提高网络的可靠性和稳定性
生成树协议(STP)及其演进版本RSTP和MSTP,旨在解决网络中的环路问题,提高网络的可靠性和稳定性。本文介绍了这三种协议的原理、特点及区别,并提供了思科和华为设备的命令示例,帮助读者更好地理解和应用这些协议。
1167 4
|
机器学习/深度学习 数据采集 算法
机器学习在医疗诊断中的前沿应用,包括神经网络、决策树和支持向量机等方法,及其在医学影像、疾病预测和基因数据分析中的具体应用
医疗诊断是医学的核心,其准确性和效率至关重要。本文探讨了机器学习在医疗诊断中的前沿应用,包括神经网络、决策树和支持向量机等方法,及其在医学影像、疾病预测和基因数据分析中的具体应用。文章还讨论了Python在构建机器学习模型中的作用,面临的挑战及应对策略,并展望了未来的发展趋势。
1337 1
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
首个像人类一样思考的网络!Nature子刊:AI模拟人类感知决策
【9月更文挑战第8天】近日,《自然》子刊发表的一篇关于RTNet神经网络的论文引起广泛关注。RTNet能模拟人类感知决策思维,其表现与人类相近,在反应时间和准确率上表现出色。这项研究证明了神经网络可模拟人类思维方式,为人工智能发展带来新启示。尽管存在争议,如是否真正理解人类思维机制以及潜在的伦理问题,但RTNet为人工智能技术突破及理解人类思维机制提供了新途径。论文详细内容见《自然》官网。
591 4
|
机器学习/深度学习 算法 前端开发
R语言基础机器学习模型:深入探索决策树与随机森林
【9月更文挑战第2天】决策树和随机森林作为R语言中基础且强大的机器学习模型,各有其独特的优势和适用范围。了解并熟练掌握这两种模型,对于数据科学家和机器学习爱好者来说,无疑是一个重要的里程碑。希望本文能够帮助您更好地理解这两种模型,并在实际项目中灵活应用。
|
机器学习/深度学习 资源调度 算法
R语言逻辑回归与分类模型的深度探索与应用
【8月更文挑战第31天】逻辑回归作为一种经典的分类算法,在R语言中通过`glm()`函数可以轻松实现。其简单、高效且易于解释的特点,使得它在处理二分类问题时具有广泛的应用价值。然而,值得注意的是,逻辑回归在处理非线性关系或复杂交互作用时可能表现不佳,此时可能需要考虑其他更复杂的分类模型。
|
机器学习/深度学习 数据采集
R语言逻辑回归、GAM、LDA、KNN、PCA主成分分类分析预测房价及交叉验证
上述介绍仅为简要概述,每个模型在实施时都需要仔细调整与优化。为了实现高度精确的预测,模型选择与调参是至关重要的步骤,并且交叉验证是提升模型稳健性的有效途径。在真实世界的房价预测问题中,可能还需要结合地域经济、市场趋势等宏观因素进行综合分析。
513 3
|
网络协议

热门文章

最新文章