Medellín - Minas - Maestría en Ingeniería - Analítica · 2025
Método de autoaprendizaje basado en machine learning aplicado a la dieta de un individuo con colitis ulcerativa. Caso de estudio: paciente Juan Pablo Aguirre Martínez
La Colitis Ulcerativa (CU), es una Enfermedad Inflamatoria Intestinal (EII), crónica que afecta a aproximadamente 1 de cada 1000 personas en el mundo. Esta condición autoinmune provoca inflamación y úlceras en el colon, desencadenando síntomas como diarrea, sangrado, dolor y fatiga, reduciendo significativamente la calidad de vida. La severidad puede oscilar entre leve a grave, e incluso puede ser potencialmente mortal. Si bien no existe una cura, la nutrición personalizada es clave en el manejo de los síntomas. Este trabajo propone un método basado en técnicas de autoaprendizaje y Machine Learning para ajustar la alimentación de individuos con CU, tomando como caso de estudio al paciente Juan Pablo Aguirre Martínez. La justificación de este radica en la falta de literatura previa sobre la aplicación de sistemas de Machine Learning a la dieta de personas con CU. La metodología incluye la construcción de un conjunto de datos, la revisión y evaluación de técnicas de Machine Learning. Precisamente, se consideró la capacidad del modelo para procesar datos temporales y aprender de manera continua, lo que llevó a la elección del modelo LSTM. Se espera que el método propuesto contribuya al desarrollo de una herramienta innovadora que mejore la calidad de vida de personas con CU y fomente la exploración de nuevas soluciones en el ámbito de la medicina. (Tomado de la fuente)
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Contenido
- Introducciónp. 13
- Planteamiento del problemap. 13
- Justificaciónp. 14
- Objetivosp. 15
- 1.3.1 Objetivo generalp. 15
- 1.3.2 Objetivos específicosp. 15
- Metodologíap. 16
- Alcances del Trabajop. 17
- Marco teóricop. 19
- Revisión sistemática de literaturap. 12
- Planeando la revisiónp. 22
- 3.1.1 Preguntas de investigaciónp. 22
- Realizando la revisiónp. 23
- 3.2.1 Identificación de las fuentes de datosp. 23
- 3.2.2 Estrategias de búsquedap. 23
- 3.2.3 Criterios de elegibilidadp. 24
- Resultados de la revisiónp. 25
- Antecedentes y discusionesp. 27
- un individuo con Colitis Ulcerativap. 14
- Desarrollo del conjunto de datosp. 31
- 4.1.1 Definición de la sintomatologíap. 38
- Método de autoaprendizaje basado en Machine Learningp. 39
- 4.2.1 Proceso de normalizaciónp. 41
- 4.2.2 Balanceo de clasesp. 41
- 4.2.3 Reducción de dimensionalidadp. 43
- 4.2.4 Modelos de Machine Learningp. 45
- 4.2.5 Resultadosp. 41
- Discusión y validación del métodop. 57
- 4.3.1 Comparación de modelosp. 57
- 4.3.2 Elección del modelo y validación del métodop. 58
- Conclusiones y recomendacionesp. 61
- Conclusionesp. 61
- Recomendacionesp. 63
- A. Anexo: Código Fuentep. 65
- Bibliografíap. 67
- Flujo de proceso en la RSLp. 26
- Diagrama de ingestap. 32
- Números de elementos consumidos en la dietap. 36
- Distribución de la sintomatología previa al balanceop. 42
- Distribución de la sintomatología posterior al balanceop. 42
- Gráfico de componentes y varianza explicada acumuladap. 44
- Arquitectura modelos clásicosp. 47
- Historial de optimización de hiperparámetrosp. 48
- Importancias de hiperparámetrosp. 48
- Función de pérdida | XGBoostp. 52
- Función de pérdida | LSTMp. 52
- Exactitud | Modelos clásicosp. 53
- Exactitud | XGBoostp. 54
- Función de Exactitud | LSTMp. 54
- Curva ROC | Modelos clásicosp. 55
- Curva ROC | XGboostp. 56
- Curva ROC | LSTMp. 56
- Comparación cualitativa de los modelosp. 58
- Descripción de la metodologíap. 16
- Preguntas y objetivos de investigaciónp. 22
- Fuentes de datosp. 23
- Palabras clavesp. 23
- Cadenas y frases de búsquedap. 24
- Criterios de inclusiónp. 25
- Resultados de la revisiónp. 25
- Carbohidratosp. 33
- Bebidasp. 33
- Medicamentosp. 34
- Frutasp. 34
- Proteínasp. 35
- Suplementosp. 35
- Grasasp. 35
- Hongosp. 35
- Vegetalesp. 35
- Correlación de elementos consumidosp. 36
- Indicadores sintomáticosp. 37
- Escala de Bristolp. 38
- Técnicas utilizadasp. 40
- Parametrización de modelos clásicosp. 46