論文の概要: Machine Learning based prediction of Glucose Levels in Type 1 Diabetes
Patients with the use of Continuous Glucose Monitoring Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.12856v1
- Date: Fri, 24 Feb 2023 19:10:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-28 20:11:20.441031
- Title: Machine Learning based prediction of Glucose Levels in Type 1 Diabetes
Patients with the use of Continuous Glucose Monitoring Data
- Title(参考訳): 連続的グルコースモニタリングデータを用いた機械学習による1型糖尿病患者の血糖値の予測
- Authors: Jakub J. Dylag
- Abstract要約: 連続グルコースモニタリング(Continuous Glucose Monitoring, CGM)デバイスは、患者の血糖値に関する詳細な、非侵襲的でリアルタイムな洞察を提供する。
将来のグルコースレベルの予測方法としての高度な機械学習(ML)モデルを活用することで、生活改善の実質的な品質がもたらされる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: A task of vital clinical importance, within Diabetes management, is the
prevention of hypo/hyperglycemic events. Increasingly adopted Continuous
Glucose Monitoring (CGM) devices offer detailed, non-intrusive and real time
insights into a patient's blood glucose concentrations. Leveraging advanced
Machine Learning (ML) Models as methods of prediction of future glucose levels,
gives rise to substantial quality of life improvements, as well as providing a
vital tool for monitoring diabetes.
A regression based prediction approach is implemented recursively, with a
series of Machine Learning Models: Linear Regression, Hidden Markov Model,
Long-Short Term Memory Network. By exploiting a patient's past 11 hours of
blood glucose (BG) concentration measurements, a prediction of the 60 minutes
is made. Results will be assessed using performance metrics including: Root
Mean Squared Error (RMSE), normalised energy of the second-order differences
(ESOD) and F1 score.
Research of past and current approaches, as well as available dataset, led to
the establishment of an optimal training methodology for the CITY dataset,
which may be leveraged by future model development. Performance was aligned
with similar state-of-art ML models, with LSTM having RMSE of 28.55, however no
significant advantage was observed over classical Auto-regressive AR models.
Compelling insights into LSTM prediction behaviour could increase public and
legislative trust and understanding, progressing the certification of ML models
in Artificial Pancreas Systems (APS).
- Abstract(参考訳): 糖尿病管理における重要な臨床的重要な課題は、低血糖/高血糖症の予防である。
継続的なグルコースモニタリング(cgm)は、患者の血糖値の詳細な、非侵襲的、リアルタイムな洞察を提供する。
将来の血糖値を予測する方法として高度な機械学習(ml)モデルを活用することで、生活の質が大幅に向上し、糖尿病のモニタリングに不可欠なツールが提供される。
回帰に基づく予測アプローチは、線形回帰、隠れマルコフモデル、Long-Short Term Memory Networkという一連の機械学習モデルで再帰的に実装される。
患者の過去11時間の血糖値(BG)測定を利用して、60分間の予測を行う。
結果は、ルート平均二乗誤差(rmse)、二階差の正規化エネルギー(esod)、f1スコアを含むパフォーマンス指標を用いて評価される。
過去と現在のアプローチ、および利用可能なデータセットの研究は、将来のモデル開発によって活用されるかもしれないCITYデータセットのための最適なトレーニング方法論の確立につながった。
LSTMはRMSEは28.55であったが、従来のオートレグレッシブARモデルでは大きな優位性は見られなかった。
LSTM予測行動に関する洞察を補うことで、公的および立法的信頼と理解が高まり、人工膵システム(APS)におけるMLモデルの認定が進む可能性がある。
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