Zašto je mašinsko učenje važno za predviđanje bolesti štitne žlezde
Modeli nadgledanog i nenadgledanog učenja
Nenadgledani modeli, kao što je K-means klasterizacija, rade sa neoznačenim podacima kako bi otkrili skrivene obrasce ili osnovne strukturne distribucije bez unapred definisanih ciljnih oznaka.

Modeli logističke regresije
Međutim, LR se oslanja na ručno unapred modelovane odnose između ishoda i prediktora, što često zahteva ručni inženjering karakteristika i složenu normalizaciju podataka. Često se dešava da u kartonu pacijenta nedostaju laboratorijske vrednosti, kao što je neizmeren test slobodnog T3. Zbog toga se podacima koji nedostaju mora upravljati unapred putem tehnika imputacije.
Stabla odlučivanja i ekstremni gradijentni busting
XGBoost je napredni okvir ansambla sa gradijentnim bustingom koji gradi sekvencijalna stabla odlučivanja, gde svako novo stablo ispravlja preostale greške prethodnih. XGBoost se dosledno rangira među algoritmima sa najboljim performansama za tabelarne medicinske skupove podataka minimiziranjem pristrasnosti i varijanse, sprečavanjem preprilagođavanja na šumnim kliničkim skupovima podataka i efikasnim rukovanjem nedostajućim vrednostima.
Neuronske mreže za predviđanje bolesti štitne žlezde
Nedavni napredak u dubokom učenju dramatično je poboljšao način na koji neuronske mreže obrađuju podatke za predviđanje i klasifikaciju bolesti štitne žlezde. Na primer, one obrađuju slikovne podatke, kao što su ultrazvučni snimci, i numeričke podatke, kao što su starost, pol i nivoi TSH.
Medicinsko snimanje, posebno ultrasonografija štitne žlezde, oslanja se na konvolucione neuronske mreže (CNN, prikazane na slici 1) i specijalizovane arhitekture dubokog učenja kako bi se razlikovali benigni i maligni čvorovi štitne žlezde. Istraživači često koriste standardne ili ponovo obučene osnovne CNN mreže, kao što je ResNet, putem transfernog učenja kako bi procenili radiomičke karakteristike kao što su oblik čvora, ivice, ehogenost i kalcifikacije.
Zajednički prediktivni modeli, kao što su hibridni modeli i modeli fuzije radiomike i kliničkih podataka, spajaju numeričke metrike pacijenata sa kvantitativnim radiomičkim karakteristikama slike. Spajanje ovih tokova podataka pomaže u optimizaciji dijagnostičkih tokova rada i minimizira potrebu za invazivnim biopsijama aspiracijom tankom iglom na benignim čvorovima.

Slika 1. Tok rada za klasifikaciju čvorova štitne žlezde pomoću konvolucionih neuronskih mreža sa ResNet18 i ekstrakcijom karakteristika. Indikatori evaluacije se koriste za procenu efekta klasifikacije modela. Pored toga, korišćena je toplotna mapa za vizuelizaciju rezultata predviđanja, pomoću koje su autori izdvojili i analizirali istaknute oblasti. Prilagođeno prema J. Yang i sar. 2022 [5].
Kako ML može promeniti kliničku praksu
Pristrasnost i objašnjivost u predviđanju bolesti štitne žlezde
Ključni potencijalni rizici povezani sa skoro svakim naprednim ML modelom uključuju pristrasnost algoritma usled nereprezentativnih skupova podataka za obuku. Pored toga, priroda „crne kutije“ otežava kliničku interpretaciju. Da bismo ispravili pristrasnost, moramo da izgradimo skupove za obuku koji istinski predstavljaju različite grupe pacijenata. Takođe moramo da koristimo pametna prilagođavanja podataka kako bismo sprečili pojavu zdravstvenih dispariteta.
Rešavanje problema „crne kutije“ uključuje integraciju okvira za objašnjivu veštačku inteligenciju, kao što je SHapley Additive exPlanations (SHAP, prikazan na slici 2). Ovi okviri, zauzvrat, matematički otkrivaju kako specifične karakteristike utiču na predviđanje. Održavanje ovih alata bezbednim, pravednim i pouzdanim svodi se na redovne provere performansi modela. Pored toga, timovi sa različitim perspektivama treba da vode njihovu upotrebu. Konačno, lekari moraju ostati direktno uključeni u nadzor svake odluke pre nego što veštačka inteligencija uđe u svakodnevni klinički rad.

Slika 2: Primer SHAP vrednosti važnih karakteristika koje utiču na izlaz modela. Velike pozitivne SHAP vrednosti ukazuju na to da specifična vrednost karakteristike pomera predviđanje modela ka pozitivnom ishodu (kao što je veći rizik od bolesti štitne žlezde), dok velike negativne SHAP vrednosti pomeraju predviđanje ka negativnom ishodu (kao što je manji rizik od bolesti štitne žlezde ili normalno eutireoidno stanje). Preuzeto od C. J. Ejiyi i sar. 2026 [6]
Autor: Lucia Buljac (Univerzitet u Splitu, Prirodno-matematički fakultet)
Ključne reference
- Alkhazzar, H., & Moslem, B. (2024). Thyroid Disease Prediction Using Machine Learning Model: Decision Tree. EDRAAK, 2024, 84–100. https://doi.org/10.70470/edraak/2024/011
- Chaganti, R., Rustam, F., De La Torre Díez, I., Mazón, J. L. V., Rodríguez, C. L., & Ashraf, I. (2022). Thyroid Disease Prediction Using Selective Features and Machine Learning Techniques. Cancers, 14(16), 3914. https://doi.org/10.3390/cancers14163914
- Hu, M., Asami, C., Iwakura, H., Nakajima, Y., Sema, R., Kikuchi, T., Miyata, T., Sakamaki, K., Kudo, T., Yamada, M., Akamizu, T., & Sakakibara, Y. (2022). Development and preliminary validation of a machine learning system for thyroid dysfunction diagnosis based on routine laboratory tests. Communications Medicine, 2, Article 71. https://doi.org/10.1038/s43856-022-00071-1
- Chan, W.-K., Sun, J.-H., Liou, M.-J., Li, Y.-R., Chou, W.-Y., Liu, F.-H., Chen, S.-T., & Peng, S.-J. (2021). Using Deep Convolutional Neural Networks for Enhanced Ultrasonographic Image Diagnosis of Differentiated Thyroid Cancer. Biomedicines, 9(12), 1771. https://doi.org/10.3390/biomedicines9121771 Citirano: 38
- Yang, J., Shi, X., Wang, B., Qiu, W., Tian, G., Wang, X., Wang, P., & Yang, J. (2022). Ultrasound Image Classification of Thyroid Nodules Based on Deep Learning. Frontiers in Oncology, 12, 905955. https://doi.org/10.3389/fonc.2022.905955
- Ejiyi, C.J., Eze, F.O., Hossin, M.A. et al. A robust framework for clinically interpretable hypothyroidism diagnosis with Polynomial-SHAP and DeepSeqNet. J Big Data 13, 63 (2026). https://doi.org/10.1186/s40537-025-01332-1
