醫學生的機器學習入門¶
野生的 機器學習 出現了!
給醫學與生醫相關科系學生的機器學習(Machine Learning)入門:直覺先行、圖解為主,搭配可直接在瀏覽器執行的 Python 實作與公開醫學資料集。
共 16 章、純閱讀約 8 小時(不含 notebook 實作)。每章附 Colab notebook 與章末小測驗,不用在自己電腦安裝任何東西。
為什麼醫學生要學機器學習¶
臨床與研究裡的風險預測、影像判讀輔助、文獻分類,越來越常出現機器學習的身影,讀論文時也需要判斷「這個模型的結果能不能信」。你不必成為工程師,但要看得懂模型在做什麼、能做到什麼、哪裡容易出錯。機器學習和你已熟悉的統計方法(例如邏輯迴歸、敏感度與特異度)有很多相通之處,本站會用這些既有知識當橋梁。要提醒的是,機器學習不是萬能:它需要好的資料與嚴謹的驗證,本站也會反覆強調這一點。
這個網站怎麼用¶
- 讀章節:每章從一個臨床情境開始,先建立直覺,再看核心概念與圖解。
- 開 Colab notebook:每章附一份 Jupyter notebook,點「在 Colab 開啟」即可在瀏覽器執行,不用安裝任何東西。
- 做小測驗:章末有 3 題自我檢查,附答案與一句解釋。
章節總覽¶
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機器學習到底在做什麼?跑出你的第一個模型。
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NumPy、Pandas、Matplotlib、SciPy:處理與描述資料的基本功。
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遺漏值、編碼、標準化與資料洩漏:把髒資料整理乾淨。
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線性迴歸、多項式迴歸與邏輯迴歸,連結到你熟悉的流病統計。
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從檢驗前後機率談起,看貝氏定理如何變成分類器。
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最大間隔與核函數:怎麼畫出一條最穩的分界線。
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像臨床決策流程圖的模型,以及「多位醫師會診」的森林。
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沒有標籤時,讓資料自己分成幾群。
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從單一神經元到多層網路,以及何時才需要深度學習。
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特徵選取與主成分分析:用更少的變數保留主要資訊。
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交叉驗證、調參、類別不平衡與評估指標,總結整個流程。
深度學習篇¶
讀完第 09 章之後的進階內容:從影像、訓練技巧到語言模型。程式改用 Keras 3,Colab 免費 CPU 可跑完,開 GPU 會更快。
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讓模型保留影像的空間結構,用更少參數看懂胸部 X 光。
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資料擴增、批次正規化、借用預訓練模型,以及 Grad-CAM 熱圖的限制。
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用一維卷積分類心跳,親手看到「同一病人跨訓練與測試」讓成績虛高多少。
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從病人主訴的文字分類,一路講到大型語言模型的原理與限制。
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只用正常心搏訓練自編碼器,以重建誤差找出可疑心跳,再概覽 VAE、GAN 與擴散模型。
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不是所有語言模型都是聊天機器人:一次前向傳遞直接輸出選項機率的決策模型,以及「校準機率」為什麼要自己再驗。
學習路徑¶
第 01–04 章是共同基礎,建議依序閱讀。第 05–09 章是各種模型,彼此相對獨立,可依興趣挑著讀;第 11 章整合前面所有內容。深度學習篇(12–16)建立在第 09 章之上,第 12、13 章建議依序讀,第 14 章接在第 12 章之後,第 15 章可直接從第 09 章接過去。第 16 章接在第 14 章之後,用同一份 MIT-BIH,並用到第 10 章的降維與第 11 章的閾值。
flowchart LR
A["01 簡介與環境"] --> B["02 Python 套件"]
B --> C["03 資料前處理"]
C --> D["04 迴歸分析"]
D --> E["05 貝氏"]
D --> F["06 SVM"]
D --> G["07 樹與森林"]
D --> H["08 K-平均"]
D --> I["09 神經網路"]
E --> K["11 模型選擇"]
F --> K
G --> K
H --> K
I --> K
D --> J["10 降維"]
J --> K
I --> L["12 CNN"]
L --> M["13 遷移學習"]
L --> O["14 ECG"]
O --> P["16 自編碼器與生成模型"]
I --> N["15 Transformer"]
style E stroke-dasharray: 5 5
style F stroke-dasharray: 5 5
style G stroke-dasharray: 5 5
style H stroke-dasharray: 5 5
style I stroke-dasharray: 5 5
虛線框(05–09)表示可依興趣跳讀;第 10 章建議在讀過至少一種模型後閱讀。
先備知識¶
- 不需要會寫程式:第 01 章從零開始,所有程式都在 Colab 上執行。
- 高中程度的數學(函數、平均、簡單的機率)。
- 基礎統計概念:平均、標準差、p 值、敏感度與特異度。
關於本站¶
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