2.1 引入问题

2.1.1 问题描述

慢性肾脏病（CKD）是指超过三个月持续的肾脏损害和功能下降。在这段时间内，肾脏清除血液中代谢废物的能力逐渐下降，肾脏无法正常执行其功能。CKD作为一种非传染性疾病，在全球范围内已经有大量死亡病例。与乳腺癌或前列腺癌相比，CKD每年的死亡率更高。它是全球范围内一个令人关注的公共卫生问题，所以预测该病对采取必要的预防措施具有重要作用。

CKD一般进展缓慢，早期没有明显的症状，所以大多数患者都没有意识已患病，导致不能在早期就发现疾病并接受治疗。随着时间的推移，病情恶化，伴随着肾功能的衰竭，CKD终末期需要进行肾透析或者肾移植。无论是检测、诊断还是治疗，都需要很高的费用，而且CKD患者的死亡率也会提高。因此，在CKD早期就进行诊断和及时治疗可以延缓或者预防CKD的终末期。如果CKD患者在早期就能使用低成本的计算机辅助诊断来分析身体状况，不仅可以降低整个患病时期诊断的成本，还可以及早治疗，延缓病情的发展。

在建模、预测前，通常需要先对数据做描述性统计分析，以发现并处理数据中的异常值和缺失值，从而避免异常值和缺失值对建模效果带来负面影响。其中，缺失值是指缺失的数据项，如某用户在填写调查问卷时，没有填写“年龄”一栏的信息，那么对于该用户填写的这条数据来说，“年龄”数据项就是缺失值；异常值是指虽然有值但值明显偏离了正常的取值范围，如针对18～30岁成年人的调查问卷中，某用户填写调查问卷时将年龄误填为2。

本章以CKD数据为例展示缺失值的发现和处理方法，包括两个问题：一是数据中缺失值的统计，二是数据中缺失值的填充。

【问题1】缺失值的统计：统计各数据项缺失值的数量，并统计含缺失值的数据条数。对于一条数据来说，只要有一个数据项是缺失值，它就是含缺失值的数据。

【问题2】缺失值的填充：当含缺失值的数据比例较高时，直接删除这些数据会导致可用数据量减少，进而影响建模效果。因此，需要根据非缺失值对缺失值进行填充。

课程思政：问题求解与计算思维