基于随机森林的糖尿病预防系统数据集
2026/8/3 17:51:31 网站建设 项目流程

1.1 选题背景

糖尿病是以慢性高血糖为核心特征的代谢性疾病,长期血糖控制不佳会持续损伤眼、肾脏、心脏、血管及神经系统,引发多种严重并发症,严重影响患者生活质量与生命健康。根据国际糖尿病联盟(IDF)2025年公布的数据,全球糖尿病患病人数已高达5.92亿,若按当前趋势发展,预计到2045年将超过7.83亿。我国糖尿病患病率已达11.2%,同时患病群体逐渐年轻化。值得关注的是,我国约半数患者未能得到及时诊断,错过了最佳干预与治疗窗口,给公共卫生和家庭健康带来了沉重负担[1]。

1.2 选题意义

传统糖尿病诊断主要依靠空腹血糖、餐后2小时血糖等生化检测指标,这类方式通常在患者血糖已出现明显异常后才能确诊,具有较强的滞后性,同时诊断结果也易受主观判断影响,难以实现疾病的早期预警。随着机器学习技术在医疗领域的广泛应用,利用多维度临床特征构建智能预测模型,对糖尿病患病风险进行提前识别,已成为当前健康管理与疾病防控领域的重要研究方向。本研究采用机器学习算法构建糖尿病风险预测模型,并基于SpringBoot框架开发可实际应用的预测系统,为糖尿病早期筛查与风险评估提供技术支持,有效降低疾病防控成本,提升公共卫生管理效率与服务水平[2]。

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

在大数据驱动下,国外基于随机森林的糖尿病风险预测已形成规模化、多源化研究体系。欧美学者依托 NHANES、UK
Biobank等百万级真实世界临床与体检数据,融合电子健康记录、时序血糖、代谢组与多模态生物标志信息,构建高泛化性预测模型[3]。多项对比实验证实,随机森林在处理高维、非线性、不平衡医疗大数据时优势显著,在公开数据集与真实临床验证中准确率普遍达83%–91%,AUC
最高可达0.94,显著优于单决策树、逻辑回归等模型[4]。美国、印度等团队进一步结合
SHAP、LIME等可解释框架,从百万级样本中挖掘年龄、BMI、空腹血糖等核心风险因子,部分模型已落地为临床辅助预测工具[5]。整体来看,国外研究以大规模真实数据为基础,聚焦集成学习与可解释AI,推动糖尿病风险预测从实验室走向规模化公共卫生应用[6]。

1.3.2 国内研究现状

在大数据赋能医疗的背景下,国内基于随机森林的糖尿病风险预测研究聚焦本土人群特征,依托多中心临床大数据、体检电子病历及CHARLS等公共数据库,构建适配中国人群的预测模型[7]。多项成果表明,随机森林在处理高维医疗大数据时优势显著,部分研究基于万级乃至十万级样本建模,如基于46247例体检数据的模型AUC达0.838,基于体检电子病历的模型AUC最高达0.942、敏感度95.1%,另有研究结合重采样算法优化不平衡数据,使模型AUC提升2.13%[8]。国内研究还融合生活方式、地域饮食等本土特征,部分模型已应用于基层筛查,同时探索与可解释框架结合挖掘核心风险因子,整体呈现以大数据为支撑、贴合临床实际、向基层落地延伸的特点[9]。

1.4 主要研究内容

本研究围绕糖尿病风险预测展开,核心涵盖五大模块:首先开展糖尿病数据集的预处理工作与特征工程,提升数据质量与有效性;其次构建并优化决策树、随机森林及线性回归三种机器学习模型,探究不同算法的预测性能;随后设计多算法对比实验,结合指标数据进行深度分析,验证模型优劣;基于Java语言的SpringBoot框架开发糖尿病风险预测系统,实现前后端分离架构;最后搭建系统可视化看板,完成数据看板、预测效果等模块的设计与实现,直观呈现分析及预测结果[10]。

数据集截图



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