'질환별로 필수 섭취 영양성분이 다르다' 라는 가설을 세우고 질병에 도움이 되는 식품과 도움이
되지않는 식품을 찾아 데이터 분석을 진행해보려 함
불러오기
- 식품의약품안전처_가공식품 품목별 영양성분 DB 데이터를 사용함.
- 단위를 모두 g으로 맞춤.
결측치
- 결측치의 경우 1회 섭취참고량에 결측치가 있었고 불필요한 열로 판단하여 제거함.
이상치
상관관계
- 상관관계는 인과관계와 같지않다. 따라서 상관계수가 높다고 해도 이것이 원인의 이유가 되지않는다.
군집별 필터링
- 영양성분과 질병의 관계성(ex. 논문, 기사, 인터뷰)을 찾아 가중치를 부여함.
2. 군집별 필터링을 위해 대분류, 중분류, 소분류, 대표식품, 이름별로 나눔
| 질환별 | 대표식품 | 대분류 | 중분류 | 소분류 | 식품별 |
| 당뇨에 좋은 | 두부,김치, 국/탕류 | 주류,절임류 또는 조림류, 두부류 또는 묵류 | 김치류, 식초, 탄산음료류 | 두부, 김치, 기타장류 | 김/무염, 검은깨두부, 율외장아찌 |
| 당뇨에 나쁜 | 버터, 마가린, 고추씨기름 | 코코아가공품류 또는 초콜릿류, 당류 | 버터류(*축산물), 식용유지가공품, 식물성유지류 | 버터, 마가린, 고추씨기름 | 버터/가염, 버터/무염, 마가린 |
| 고혈압에 좋은 | 두부,국/탕류, 연어 | 두부류 또는 묵류, 주류, 절임류 또는 조림류 | 김치류, 커피, 발효주류 | 두부, 기타장류, 김치 | 김/무염, 검은깨두부, 율외장아찌 |
| 고혈압에 나쁜 | 버터, 타르트, 마카롱 | 식용유지류, 코코아가공품류 또는 초콜릿류, 당류 | 버터류(*축산물), 당류가공품, 코코아가공품류 | 버터, 고형차, 기타 코코아가공품 | 버터/무염, 버터/가염, 초코슈 |
| 이상지질혈증에 좋은 | 김치, 두부, 발효음료 | 주류, 절임류 또는 조림류, 두부류 또는 묵류 | 김치류, 발효주류, 식초 | 김치, 두부, 기타발효음료 | 검은깨두부, 당근주스, 생강페이스트 |
| 이상지질혈증에 나쁜 | 버터, 초콜릿, 마카롱 | 코코아가공품류 또는 초콜릿류, 식용유지류, 당류 | 버터류(*축산물), 코코아가공품류, 당류가공품 | 버터, 기타 코코아가공품, 고형차 | 버터/가염, 버터/무염, 초코슈 |
💡 인사이트 :
• 고혈압과 이상지질혈증에 좋은 식품으로는 두부와 김치가 반복적으로 등장함
• 부정적인 식품은 대체로 비슷한 성격을 띄지만, 긍정적 식품의 경우 일반적으로 생각했을때 아니라고 생각되는 식품들도 존재
• 나쁜 식품으로는 주로 고지방 식품과 고당류 식품이 포함됨
군집화
- 6개의 클러스터로 군집화를 한 후 중심에서 가장 까운 식품들을 순위대로 나열해봄
- 클러스터 중심에 가장 가까운 10개의 식품들:
0: '오리불고기', '닭다리튀김', '치킨텐더', '치킨너겟', '치즈햄버그스테이크', '마늘햄', '동그랑땡', '치즈돈가스', '치킨가스', '치킨패티'
1: '홀스래디쉬소스', '콘샐러드드레싱', '발사믹소스', '시저드레싱', '데미글라스소스', '아이올리소스', '마요네즈', '허니머스터드드레싱', '크림스파게티소스/가루', '오리엔탈드레싱'
2: '해물군만두', '버섯만두', '오징어만두', '부추전', '납작만두', '소고기육수', '김치메밀전병', '새우군만두', '새우만두', '쌀찐빵'
3: '토마토소스', '카레소스', '고기소스', '플레인호상요구르트/가당', '초코우유', '딸기우유', '딸기액상요구르트', '바나나우유', '검은참깨두유', '매쉬드포테이토'
4: '쇠고기수프/가루', '양송이수프/가루', '크래커', '감자수프', '모카빵', '고구마케이크', '카레가루', '컵케이크', '사과파이/완제품', '소보루빵'
5: '단팥붕어빵', '깨송편', '팥호빵', '제육볶음소스', '채소호빵', '단팥빵', '꿀떡', '찹쌀경단', '찹쌀떡', '백설기' - k-means 클러스터링 이후 PCA을 통해 차원을 축소시킨 후 시각화를 진행함
4. 실루엣 계수는 pca를 한 후 0.71의 점수가 나옴.
코사인 유사도
- 다음으로는 코사인 유사도를 통해 식품별로 코사인 유사도를 통해 가까운 식품들을 추천함
- 당뇨에 좋은 점수를 나타낸 김/무염같은 경우 다른 검은깨두부나 울외장아찌와 유사하다고 판단하지 않았음
3. 당뇨에 나쁜 점수를 나타낸 버터/가염의 경우 버터/무염이나 마가린등 질환에 좋지않은 식품들을 유사하게 판단하였음.
DBSCAN
- 예정
비교
- 가중치를 통해 정렬된 질환에 좋은 식품과 좋지 않은 식품들을 k-means 클러스터링을 한 결과와 비교함
- 대체적으로 1번 그룹과 4번 그룹은 모든 질병에 나쁜 그룹으로 판단되고3번 그룹은 모든 질병에 좋은 그룹으로 판단해볼 수 있음,
하지만 4번 그룹중에서도 질병에 좋은 식품으로 정렬된 식품이 있어서 정밀한 분석이 필요하다고 생각됨
0번 그룹 1번 그룹 2번 그룹 3번 그룹 4번 그룹 5번 그룹당뇨에 좋은 1 1 0 6 2 0 당뇨에 나쁜 0 8 1 0 1 0 고혈압에 좋은 3 1 0 4 2 0 고혈압에 나쁜 0 6 0 0 4 0 이상지질혈증에 좋은 1 0 0 8 1 0 이상지질혈증에 나쁜 0 3 0 0 7 0
💡💡💡💡💡💡💡
초기 생각
- 필터링하여 정렬된 식품들과 군집화를 통한 식품들이 비슷한지 다른지 ex) 돼지국밥이 좋은 음식이라 했을때 군집화를 통해 묶인 식품들중에 돼지국밥과 비슷한 음식이 무엇인지, 돼지국밥과 묶인 음식이 실제로도 필터링된 음식들 중 상위권에 위치하는지
중반 생각
- 비지도학습의 군집화를 수행하였다고 군집화된 식품들이 질병과 관련이 있다는 논리가 생기지않음
- 가중치 역시 포괄적이고 일반적인 가중치를 부여하면서 필터링된 결과들이 명확하게 질병에 영향을 준다고 판단할 수 없음
후반 생각
- 여러가지 분류 방법과 가중치를 이용해서 질병에 따라서 좋은 식품, 나쁜 식품을 추천 해보려 한다.
- 모든 군집화 방법에서 도출된 클러스터 중심과 가까운 식품들을 비교하여 겹치는 식품을 찾고 각 군집화 방법의 결과를 합집합이나 교집합으로 비교해보기 → 겹치는 식품들이 우연의 일치일수도 있으며 특정 질병과 관련이 있는지 신뢰성있게 판단해야함
💡💡💡💡💡💡💡
결론
- 일반적으로 모든 질환에 긍정적인 영향을 주는 식품으로 두부와 김치가 대표적이며 부정적 영 향의 식품으로 고지방 식품과 고당류 식품이 포함됨.
- 비지도 학습 기반의 군집화를 수행해 임의로 가중치를 설정한 식품과의 유사한 그룹이 형성됨
[출처]
당뇨병과 영양성분의 관계
- 칼로리 O
- 단백질 O 적당해야함 (http://www.samsunghospital.com/webzine/smcdmedu/341/webzine_341_3.html)
- 지방 O - (http://www.samsunghospital.com/webzine/smcdmedu/236/webzine_236_1.html)
- 수분 O + (http://www.samsunghospital.com/webzine/smcdmedu/284/webzine_284_2.html)
- 회분 X
- 탄수화물 O ? (https://health.kdca.go.kr/healthinfo/biz/health/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfoView.do?cntnts_sn=3388)
- 당류 O - (https://health.kdca.go.kr/healthinfo/biz/health/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfoView.do?cntnts_sn=3388)
- 식이섬유 O + (https://health.kdca.go.kr/healthinfo/biz/health/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfoView.do?cntnts_sn=3388)
- 칼슘 O +
(https://www.joongang.co.kr/article/12254917#home) - 철 O - (https://www.whosaeng.com/108795)
- 인 X
- 칼륨 O + (https://synapse.koreamed.org/articles/1145428)
- 나트륨 O - (http://www.bosa.co.kr/news/articleView.html?idxno=609069)
- 비타민 A X ? (제 2형 당뇨병 환자와 정상 성인의 비타민 A와 비타민 E 영양상태*)
- 레티놀 X
- 베타카로틴 O + (https://jhealthmedia.joins.com/article/article_view.asp?pno=7737)
- 티아민 (비타민 B1) O + (http://www.kinddoctor.co.kr/Module/News/News.asp?KEY=&MODE=V&KEYWORD=&PAGESIZE=10&PAGE=1&SRNO=27246)
- 리보플라빈 (비타민 B2) O + (https://m.health.chosun.com/svc/news_view.html?contid=2017112901227)
- 니아신 (비타민 B3) O - (https://pharm.edaily.co.kr/news/read?newsId=01259526632431912)
- 비타민 C O + (비타민 C 보충이 제 2형 당뇨병 환자의 혈당 및 항산화상태에 미치는 효과)
- 비타민 D O ? (http://www.monews.co.kr/news/articleView.html?idxno=319723)
- 콜레스테롤 ?
- 포화지방산 O - (http://www.samsunghospital.com/home/healthInfo/content/contenView.do?CONT_SRC_ID=27970&CONT_SRC=HOMEPAGE&CONT_ID=4209&CONT_CLS_CD=001021003001)
- 트랜스지방산 O - (http://www.samsunghospital.com/home/healthInfo/content/contenView.do?CONT_SRC_ID=27658&CONT_SRC=HOMEPAGE&CONT_ID=3785&CONT_CLS_CD=001021003001)
고혈압과 영양성분의 관계
- 칼로리 O
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- 식이섬유 O + (https://health.kdca.go.kr/healthinfo/biz/health/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfoView.do?cntnts_sn=3388)
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(https://www.joongang.co.kr/article/12254917#home) - 철 O - (https://www.whosaeng.com/108795)
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- 비타민 A X ? (제 2형 당뇨병 환자와 정상 성인의 비타민 A와 비타민 E 영양상태*)
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- 비타민 C O + (비타민 C 보충이 제 2형 당뇨병 환자의 혈당 및 항산화상태에 미치는 효과)
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- 콜레스테롤 ?
- 포화지방산 O - (http://www.samsunghospital.com/home/healthInfo/content/contenView.do?CONT_SRC_ID=27970&CONT_SRC=HOMEPAGE&CONT_ID=4209&CONT_CLS_CD=001021003001)
- 트랜스지방산 O - (http://www.samsunghospital.com/home/healthInfo/content/contenView.do?CONT_SRC_ID=27658&CONT_SRC=HOMEPAGE&CONT_ID=3785&CONT_CLS_CD=001021003001)
