Đề tài ứng dụng python trong phân tích dữ liệu cho việc chuẩn Đoán bệnh Động mạch vành

Tổng quan về bệnh động mạch vành “ Bệnh động mach vanh tén tiéng Anh la Coronary Artery Disease phát triển khi các mạch máu chính cung cấp máu, oxy, và dưỡng chất bị gây hại và bị bệnh..

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGÂN HÀNG THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

Bộ môn Kinh tế

BÀI TIỂU LUẬN MON: LAP TRINH PYTHON CHO PHAN TICH DU LIEU

Dé tai: UNG DUNG PYTHON TRONG PHAN TICH DU LIEU CHO VIEC CHUAN

DOAN BENH DONG MACH VANH

Giảng viên hướng dẫn : ThS Tran Doan Hiéu

Thanh vién thực hiện

‘ Ho va tén MSSV Công việc hoàn thiện

1 Luu Thanh Van 050610221523 | Dánh word, tong hop 100%

Nội dung chương 2

2 | Lê Nguyễn Hồng Dao | 050610220880 | Nội dung chương l 100%

3 | Trân Thị Thanh Huyện | 050610220962 | Nội dung chương 4 100%

4 Phạm Quang Duy 050610220871 | Viết code 100%

5 Vũ An Thanh 050610220537 | Nội dung chương 5 100%

6 Đông Đặng Hòa 050610220942 | Nội dung chương 3 100%

MUC LUC

LiL Mule na HH 1 V2, Pham View .ăă 1

Chương2._ DỮ LIỆU VÀ NỘI DƯNG - 2-51 E2 1221121127121 2 111 ng 2

2.1 Tổng quan về bệnh động mạch vành - L2 1221221111211 121111111215 18111 18111811 xe+ 2

2.2 Mô tả dữ liệu - 2 2 1221211121 12121 1111111111 11211 111101111111 11 1 HH HH Hà 6

Churong 3 CONG CU eeeccccccccscsssessessessessessvsseescevsssesrssressesesecsresresevsunsevsetsaveevssesnsaneaeaesees 11

3.1 Tong quan vé Python c.cccccccccccscsscsscsessesscsessssessesssscssesessessesecsessvsecareeeeesecevevseceees ll 3.2 Thur vidn NUMpY 0 00c ccc ccc ccc cence cee ceseceeecesseesaecnsecessecssecessesaesesesesstssseeeeaaees ll

3.3 Thư viện MatplotÏTb - L1 221122112 12111211 1111111110111 1811101111111 1811101 1111 xkkrey 12 3.4 Thư viện Pandas - - L L LH HH ng TS S S1 g0 1k vu TH 1n vn 13

DANH MUC HiNH ANH

Hinh 1 Bat thường động mạch vành L0 1211122112111 1151151111581 15111 111111111 1x ke 2 Hình 2 Những biến chứng khó lường của bệnh động mạch vành 52-2 22c * 2c > s22 5

Hình 3 Mẫu 300 bệnh nhân trái qua xa tri tai Cleveland Clinic, Cleveland, Ohio 7

Hình 4 Biêu đồ phan b6 gidi tink cece cccceccscesceseseesesessesseevssesecevssvssesreevsecsvsvseveveveseees 16 Hình 5 Bảng phân bồ độ tuôi 22-52 1 212 SE 12E1271271211117121111 101 21211 re 17 Hình 6 Biêu đồ phân bồ chỉ số huyết áp - 2S ST 1E E1 1.21212121 re 18

Hình 7 Biêu đồ phân bố các loại đau 05 ccc cecc ene ececeeeseeeesesessessseeeseeseeenteecnseeeenes 19 Hinh 8 Biéu dé duong thể hiện chỉ số huyết áp theo độ 1 21

Hình 9 Biêu đồ tương quan giữa các biến 5 se SE E1 112111222112 2 ng 23

Hình 10 Biểu đồ thể hiện khả năng bị bệnh tim theo độ tuổi và chỉ số huyết áp 25 Hình 11 Biểu đồ phân bồ chỉ số huyết áp 5 S1 E1 12112121111 2.211 121tr re 26 Hình 12 Biểu đồ tỷ lệ khả năng bị bệnh tim theo độ tuổi 5-5 ces eseesesteesveseeeeees 27 Hình 13 Kết quả thuật toán - 5-22 S< S2 12E22712212112112112111121 21 12210211 nu 29

DANH MUC BANG BIEU

Bang | Dac diém lam sang cia cac nhom nghiên cứu s.- 2s SE E22 re 9

Bang 2 Độ nhạy và độ đặc hiệu của thử nghiệm vận động trong các nhóm nghiên cứu 9 Bang 3 Cau trúc dữ liệu của Pandas - 2 0222102211211 1 112112 11181150111 11H ca re 13

DANH SÁCH TỪ VIẾT TAT

CHUONG 1 MUC TIEU VA PHAM VI

CHUONG 2 DU LIEU VA NOI DUNG 2.1 Tổng quan về bệnh động mạch vành

“ Bệnh động mach vanh (tén tiéng Anh la Coronary Artery Disease) phát triển khi các mạch máu chính cung cấp máu, oxy, và dưỡng chất bị gây hại và bị bệnh Những mảng vơ vữa chứa cholesterol trong động mạch vành và quá trình viêm thường gây nên bệnh

Động mạch vành

O Dj thường Động mạch vành trái

Động mạch xuống Ô|_Dithường Động mạch vành phải

trước trái (LAD)

Hình 1 Bất thường động mạch vành

* Triệu chứng của bệnh động mạch vành

° Đau ngực (cơn đau thắt ngực): người bệnh có thê có cảm giác bị đè nặng hay thắt chặt ngực lại, thường xảy ra ở giữa hoặc bên trái ngực, sau cá hoạt động thê chất hoặc bị stress Trong một số trường hợp, đặc biệt ở nữ giới, cơn đau này có thê lan lên đến cô, cánh tay hoặc ra sau lưng

- Nguyên nhân: Bệnh động mach vành được nghĩ là có những tôn thương của lớp áo trong mạch máu, đôi khi xuất hiện từ sớm như thời niên thiếu Các thương tôn này đo các tác nhân như: hút thuốc lá, mỡ máu cao, đái tháo đường, cao huyết áp gây ra Một khi lớp áo trong của động mạch bị tôn thương, các mảng chất béo từ cholestrol và từ các sản phẩm thải của các tế bào có xu hướng tụ vào nơi tôn thương đó trong l quá trình gọi là xơ

vữa động mạch Nếu bề mặt của mảng bám bị nứt hay vỡ, các tiểu cầu sẽ bám vào dé cố

găng sửa chữa Chính hiện tượng này làm tắc mạch dẫn đến nhồi máu cơ tim

“~ Yếu tố nguy cơ mắc bệnh động mạch vành

° Tuôi: người cao tuôi tăng các yếu tố gây hại và hẹp mạch máu

° Giới tinh: nam giới thường có các yếu tổ nguy cơ nhiều hơn Tuy nhiên nữ giới mãn kinh cũng có nguy cơ cao

« Tiền sử gia đình: tiền sử gia đình có người bị bệnh tim thì có liên quan tới

nguy cơ cao mắc bệnh mạch vành, đặc biệt nếu người có quan hệ gần đã có bệnh động mạch vành Nguy cơ cao nhất nếu bố hay anh em trai bạn đã được chân đoán với bệnh tim trước

55 tuổi hoặc mẹ bạn hay chị em gái của bạn mắc bệnh trước 65 tuổi

° Hút thuốc lá: những người hút thuốc lá trực tiếp và hút thuốc lá thụ động có nguy cơ cao mắc động mạch vành

° Cao huyết áo: cao huyết áp không kiêm soát có thể gây cứng va day mach máu, gây hẹp lòng mạch máu

° Mức cholesterol máu cao: mức cholesterol máu cao có thể làm tăng nguy cơ tạo mảng xơ vữa mữa cholesterol máu cao là hậu quả của hàm lượng cao mỡ tỉ trọng thấp (LDL), được biết như “mỡ xấu” Một hàm lượng thấp mỡ máu tỉ trọng cao (HDL), được biết với cái tên “mỡ tốt”, có thê là dâu hiệu của xơ vữa

° Đái tháo đường: đái tháo đường có liên quan với nguy cơ cao của bệnh động mạch vành Đái tháo đường tuýp 2 và bệnh động mạch vành chia sẻ với nhau các yếu tố nguy cơ, như là béo phì hay cao huyết áp

° Thừa cân-béo phì: thừa cân làm nặng thêm các yếu tổ nguy cơ khác

« Lười vận động thể lực: thiểu tập luyện thê lực có liên quan tới bệnh động mạch

vành và một sô các yêu tô nguy cơ khác

° Mắc bệnh stress: stress không mong muốn trong cuộc sống có thê gây hại cho động mạch của bạn cũng như làm nặng thêm các yếu tố nguy cơ khác của bệnh động mạch vành

“~ Biến chứng và tác hại của bệnh động mạch vành

« Đau thắt ngực: khi động mạch vành bị co hẹp, tim có thé không nhận đủ lượng

máu cần khi nhu cầu tăng lên, đặc biệt khi hoạt động thê chất Điều này có thể gây nên đau thắt ngực hay khó thở

° Nhỏi máu cơ tim: nếu một máng cholesterol vỡ ra và các cục máu đông, làm

tắc hoàn toàn động mạch vành có thể khiến nhéi máu tim Sự thiếu hụt đòng máu đến nuôi tim có thể hủy hoại cơ tim Số lượng cơ tim bị hủy hoại thì phụ thuộc vào việc bạn được điều trị sớm hay muộn

« Suy tim: nêu một số khu vực của tim sẽ bị thiểu oxy va chat dinh dưỡng vì

lượng máu đến bị giảm, hoặc nếu tim bạn đã từng bị gây hại bởi một con đột quy Tim sẽ trở nên rất yêu trong việc bơm đủ máu đến các nơi cở thể cần Tình trạng này gọi là suy tim

° Rồi loạn nhịp tim: sự cung cấp máu không đủ cho tim hay sự hủy hoại cơ tim,

có thê gây trở ngại cho hoạt động điện của tim,và làm nhịp tim bất thường

s Bệnh động mạch vành trên thế giới

° Các nước phát triển thường có tỷ lệ mắc bệnh CAD cao hơn do lối sống hiện đại với thức ăn giàu chất béo và đường, cùng với tăng cường tuôi thọ Trong các nước đang phát triển, CAD cũng đang trở thành một vấn đề lớn khi mà các yếu tổ như tiếp cận chất lượng chăm sóc y tế và cơ sở hạ tầng y tế không đạt yêu cầu, cùng với việc gia tăng lối sống

không lành mạnh

° Đề ngăn chặn và điều trị CAD, việc thúc đây lối song lành mạnh, kiểm soát các yếu tô nguy cơ như huyết áp cao, cholesterol cao và đái tháo đường, cũng như sử dụng các biện pháp y tế như thuốc và phẫu thuật đặc biệt là cấy stent và phẫu thuật by-pass đang được thực hiện rộng rãi Tuy nhiên, CAD vẫn là một vẫn đề sức khỏe công cộng nghiêm trọng trên toàn câu, đòi hỏi sự chú ý đặc biệt từ cá chính phủ, các tổ chức y tế và cộng đồng

s Tác động của bệnh động mạch vành đôi với nhân loại

BENH DONG MACHVANH

VÀ NHỮNG BIÊN CHƯNG KHỦ LƯƠNG

Hình 2 Những biến chứng khó lường của bệnh động mạch vành

° Tác động sức khỏe: CAD là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trên toàn thế giới Nó gây ra các biến chứng nguy hiểm

« Tác động kinh tế: Bệnh CAD tạo ra một gánh nặng kinh tế lớn đối với các hệ

thống chăm sóc sức khỏe, gia đình và xã hội Chi phí điều trị bệnh và tiền bồi thường cho

việc mất công việc do bệnh tật đều làm gia tang chi phi cho cá nhân và xã hội

° Tác động xã hội: Bệnh CAD có thể ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của người mắc bệnh và gia đình họ Nó có thê gây ra sự mắt tự tin, hạn chế về hoạt động thê chat

và tinh thần, và thậm chí dẫn đến cảm giác cô đơn và cô lập

° Tác động toàn cầu: CAD không phân biệt vùng miền, ảnh hưởng đến mọi quốc gia và cộng đồng trên thế giới Tuy nhiên, tác động của nó có thê không đồng đều giữa các quốc gia do sự khác biệt về yêu tố nguy cơ, tiếp cận chăm sóc y tế và các yếu tố văn hóa khác

° Tác động môi trường: Mặc dù không phải là trực tiếp, nhưng cách sống không lành mạnh là một trong những yêu tô chính gây ra bệnh CAD Sự gia tăng trong sản xuất thực phẩm không lành mạnh, việc sử dụng thuốc lá và ô nhiễm môi trường đều có thê góp phân làm gia tăng nguy cơ mắc bệnh

> Trong tông thê, bệnh CAD không chí là một vấn đề sức khỏe cá nhân mà còn

là một thách thức lớn đối với toàn xã hội và toàn nhân loại, đòi hỏi sự chú ý và hành động kip thời từ các cơ quan chính phủ, tổ chức y tế và cộng đồng quốc tế

2.2 Mô tả dữ liệu

Mẫu: 300 bệnh nhân trải qua xạ trị động mạch tại Cleveland Clinic, Cleveland, Ohio

05 biến bao gồm: age (tuôi), sex (giới tính), cp (các loại đau ngực), trestbps (huyết áp lúc nghỉ), target (nguy cơ đau tim)

e Biến phân loại: cp (các loại đau ngực), target (nguy co dau tim),

e Biến đo lường: age (tuổi), sex (giới tính), trestbps (huyết áp lúc nghỉ) Biến age (tuổi) : từ 29 đến 77 tuôi

Biến sex (giới tính) : bằng 1 nêu bệnh nhân là nam và bằng 0 nêu bệnh nhân là nữ Biến các loại cp (các loại đau ngực): gồm 4 loại đau ngực

1 asymptomatic (khéng có triệu chứng) có l43 người

2 non - anginal pain (đau nhưng không đau thắt ngực) có 85 người

3 atypical angina (đau thắt ngực không điển hình) có 49 người

4 typical angina (đau thắt ngực điển hình) có 23 người

Biến target (nguy cơ đau tim): nguy cơ bị đau tim của bệnh nhân tăng dần từ 0 đến 4 2.3 Nội dung phân tích

* Emport các thư viện cần dùng:

[1] import seaborn as sns

2 import pandas as pd

import numpy as np

1 import matplotlib.pyplot as plt

* Két noi voi google drive để import dữ liệu:

© from google.colab import drive

2 drive.mount('/content/drive ' )|

[53 Mounted at /content/drive

*Đọc dữ liệu từ đường link:

*Kiểm tra dữ liệu sau khi làm sạch của dataframe:

1 # Kiểm tra độ sạch của DataFrame

2 print( "Thông tin về DataFrame: ”)

3 print(df.info()) # Xem thông tin tổng quan về DataFrame

4 print("\nSố lượng giá trị null trong từng cột:”)

5 print(df.isnull().sum()) # Đếm số lượng giá trị null trong từng cột

6 print(”"\nThống kê mô tả của DataFrame: ")

7 print(df.describe()) # Thống kê mô tả của DataFrame

=> Kết quả chạy đoạn code trên:

B <class ‘pandas.core.frane.DataFrame' >

RangeIndex: 30@ entries, 8 to 299

Data colunns (total 6 colums):

# =~ Colunn Non-Null Count Dtype

@ index 3@@ non-null inté4

1 age 386 non-null int64

2 sex 3@@ non-null inté4

3 cp 3@@ non-null inté4

4 trestbps 3@@ non-null int64

5 target 3@@ non-null int64

*Trich xuat cac bien tir dataframe goc:

# Tạo các DataFrame cho phân tích phân loại

#Biến tuổi

age_df = pd.DataFrame(df[ 'age' ].value_counts()).reset_index()

age_df.columns = [‘Age’, 'Count']

#Biến giới tính

sex df = pd.DataFrame(df[ ' sex" ].value_counts()).reset_index()

sex_df.columns = ['Sex', 'Count"]

sex map = {1: “male”, @: ”female”}

sex df[ 'Sex'] = sex_df['Sex' ].neplace(sex_map)

#Biến các loại đau ngực

trestbps_df = pd.DataFrame(df[ 'trestbps' ].value_counts() ).reset_index()

#Bién target (nguy co dau tim)

target_df = pd.DataFrame(df[ ‘target’ ].value_counts()).reset_index()

CHUONG 3 CONG CU

3.1 Téng quan ve Python

Python là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ và phô biến được phát triển vào cuối những năm 1980 bởi Guido van Rossum và được phát hành lần đầu vào năm 1991 Python được thiết kế với mục tiêu là dé đọc, dễ viết và dé hiểu, với cú pháp gần gũi với ngôn ngữ tự nhiên, giúp các nhà phát triển tập trung vào việc giải quyết van dé thay vì chỉ tiết cú pháp

° Dễ học và sử dụng: Python có ít từ khóa, cầu trúc đơn giản và cú pháp được định nghĩa rõ ràng Điều này cho phép người mới học tiếp cận ngôn ngữ một cách nhanh chóng

° Dễ bảo trì: Mã nguồn của Python khá dễ bảo trì

« Một thư viện tiêu chuẩn rộng: Phần lớn thư viện của Python rat dé dinh kém va

da nén tang tuong thich trén UNLX, Windows va Macintosh

° Chế độ tương tác: Python có hỗ trợ cho chế độ tương tác cho phép kiêm tra tương tác và debug

° Portable: Python có thể chạy trên nhiều nền tảng phần cứng khác nhau và có cùng giao diện trên tất cả nền tảng

° Có thê mở rộng: có thê thêm các module cấp thấp vào trình thông dịch Python Các module này cho phép các lập trình viên thêm hoặc tuỳ chính các công cụ của mình đề

hiệu quả hơn

° Cơ sở dữ liệu: Python cung cấp phương thức giao tiếp cho tất cả các cơ sở đữ

liệu

3.2 Thư viện Numpy

NumPy là thư viện bô sung của python, do không có sẵn, ta phai cai dat: pip install numpy

Đối tượng chính của NumPy: các mảng đa chiều đồng nhất (homogeneous multidimentional array)

> Kiểu đữ liệu phần tử con trong mảng phải giống =—=== =1