Prediction of Blood Risk Score in Diabetes Using Deep Neural Networks
Notice bibliographique
Résumé
Improving the prediction of blood glucose concentration may improve the quality of life of people living with type 1 diabetes by enabling them to better manage their care. Given the anticipated benefits of such a prediction, numerous methods have been proposed. Rather than attempting to predict glucose concentration, a deep learning framework for prediction is proposed in which prediction is performed using a scale for hypo- and hyper-glycemia risk. Using the blood glucose risk score formula proposed by Kovatchev et al., models with different architectures were trained, including, a recurrent neural network (RNN), a gated recurrent unit (GRU), a long short-term memory (LSTM) network, and an encoder-like convolutional neural network (CNN). The models were trained using the OpenAPS Data Commons data set, comprising 139 individuals, each with tens of thousands of continuous glucose monitor (CGM) data points. The training set was composed of 7% of the data set, while the remaining was used for testing. Performance comparisons between the different architectures are presented and discussed. To evaluate these predictions, performance results are compared with the last measurement (LM) prediction, through a sample-and-hold approach continuing the last known measurement forward. The results obtained are competitive when compared to other deep learning methods. A root mean squared error (RMSE) of 16 mg/dL, 24 mg/dL, and 37 mg/dL were obtained for CNN prediction horizons of 15, 30, and 60 min, respectively. However, no significant improvements were found for the deep learning models compared to LM prediction. Performance was found to be highly dependent on architecture and the prediction horizon. Lastly, a metric to assess model performance by weighing each prediction point error with the corresponding blood glucose risk score is proposed. Two main conclusions are drawn. Firstly, going forward, there is a need to benchmark model performance using LM prediction to enable the comparison between results obtained from different data sets. Secondly, model-agnostic data-driven deep learning models may only be meaningful when combined with mechanistic physiological models; here, it is argued that neural ordinary differential equations may combine the best of both approaches. These findings are based on the OpenAPS Data Commons data set and are to be validated in other independent data sets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».