JP2023529261A - 積み重ねられた機械学習モデルを使用したグルコース測定値予測 - Google Patents

積み重ねられた機械学習モデルを使用したグルコース測定値予測 Download PDF

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Abstract

CGMプラットフォームは、機械学習モデルのうちの1つによって生成された出力が、機械学習モデルのうちの別の1つへの入力として提供することができるように、積み重ねられた機械学習モデルを含む。複数の機械学習モデルには、グルコース測定値予測を生成するように訓練された少なくとも1つのモデルと、今後の時間間隔に対して、イベント予測を生成するように訓練された別のモデルが含まれる。積み重ねられた機械学習モデルの各々は、ユーザによって着用されたCGMシステムによって提供されるグルコース測定値、又はユーザ挙動若しくは将来、人のグルコースに影響を与える他の側面を記載する追加データのうちの少なくとも1つが、入力として提供されるときに、それぞれの出力を生成するように構成されている。次いで、予測は、対応する予測に関する通知の通信及び/又は表示などを介して、出力され得る。

Description

関連出願への参照による組み込み
本出願は、2020年6月3日に出願された米国仮特許出願第63/034257号の利益を主張する。前述の出願の各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、これにより、各々が、本明細書の一部として明示的に作成される。
糖尿病は、何億人もの人々に影響を与える代謝状態であり、世界中の主要な死因の1つである。糖尿病を抱える人々にとって、治療へのアクセスは彼らの生存にとって重要である。適切な治療により、糖尿病による心臓、血管、目、腎臓、神経への深刻な損傷を大幅に回避することができる。I型糖尿病を抱える人の適切な治療は、一般に、1日の全体を通してグルコースレベルをモニタリングし、かつレベルが所望の範囲内にとどまるように、インスリン、食事、及び運動のいくつかの組み合わせで、それらのレベルを調節することを伴う。医療技術の進歩により、グリコースレベルをモニタリングするための様々なシステムが開発されている。人の現在のグルコースレベルをモニタリングすることは、糖尿病の治療方法を決定するのに有用であるが、人のグルコースレベルが将来どうなるかを知ることは、より有用である。これは、そのような健康状態が発生する前に、人又は介護者が、グルコースレベルの変化に関連する潜在的に有害な健康状態を軽減するための行動を取ることが可能であるためである。しかしながら、グルコースレベル予測を生成するための従来の技法及びシステムは、そのようなグルコースレベル予測を生成する際に考慮される情報が限られているため、不正確さに悩まされている。
例えば、従来のグルコース予測技法を採用するシステムは、入力として履歴グルコース測定値のみを説明するグルコースレベル予測を生成し得る。しかしながら、ユーザの履歴グルコースレベル(例えば、過去12時間にわたるグルコーストレース)だけでは、特にユーザが、今後の間隔で、グルコースレベルに影響を与えるイベント(例えば、食事、運動、インスリン投与など)に参加する場合、又はそうでなければ、その影響を受ける場合に、今後の時間間隔にわたってユーザのグルコースレベルに影響を与える様々な要因を正確に表すことはできない。従来のシステムでは、単独で、これらのイベント及び履歴グルコースレベルを超えた追加情報を説明することができないため、不正確なグルコースレベル予測が生成され、ユーザにグルコース応答について誤った情報を伝え、危険な健康状態を引き起こす可能性がある。
これらの問題を克服するために、複数の機械学習モデルの積み重ねを使用したグルコース測定値予測及びグルコースに影響を与えるイベント予測が活用される。連続グルコースモニタリング(CGM)システムを着用している人々の数を考えると、CGMシステムは連続的に測定値を生成するため、CGMシステムにグルコースレベルを検出するためのセンサを提供し、そのようなシステムによって生成された測定値を維持するCGMプラットフォームは、膨大な量のデータ、例えば、数億人の患者入院日数分の測定値を有することがある。ただし、この量のデータは、実際にはそうでないにしても、事実上人間が処理して、堅牢な数の状態空間のパターンを確実に識別することは不可能である。
1つ以上の実装態様では、CGMプラットフォームは、機械学習モデルのうちの1つによって生成された出力が、その出力を生成する際に使用するために、機械学習モデルのうちの別の1つへの入力として提供することができるように、積み重ねられた構成で配置された複数の機械学習モデルを含む。いくつかの実装態様では、複数の機械学習モデルには、グルコース測定値予測を生成するように訓練された少なくとも1つのモデルと、今後の時間間隔に対して、イベント予測を生成するように訓練された別のモデルと、が含まれる。積み重ねられた機械学習モデルのうちの1つ以上は、ユーザによって着用されたCGMシステムから取得された入力グルコース測定値として提供されると、そのそれぞれの出力を生成するように構成され得る。代替的又は追加的に、積み重ねられた機械学習モデルは、例えば、アプリケーション使用活動、投与されたインスリン、運動など、将来、人のグルコースに影響を与える1つ以上の他の側面を記載する追加データを、入力として提供されると、それぞれの出力を生成するように構成され得る。
積み重ねられた構成の複数の機械学習モデルを活用することにより、この追加データは、いくつかの実装態様では、それらの複数の機械学習モデルのうちの1つの出力から取得し得る。複数の機械学習モデルのうちの様々なモデルの出力は、出力に関連付けられた信頼性値に基づいて、モデルのうちの他のモデルへの入力として選択的に提供され、信頼できる予測のみが使用されて、積み重ねられたモデル構成によって生成された他の予測に影響を与えることが保証される。次いで、グルコース測定値予測及びイベント予測は、通信及び/又は対応する予測に関する通知の表示などを介して出力され得る。
この概要は、以下の発明を実施するための形態で更に記載される概念の選択を簡略化された形態で紹介している。したがって、この概要は、特許請求の範囲の主題の本質的な特徴を識別することを意図しておらず、特許請求の範囲の主題の範囲を決定する際の補助として使用されることも意図していない。
詳細な説明は、添付の図を参照して記載されている。
本明細書に記載の技術を用いるように動作可能な例示的な実装態様における環境の図示である。 図1の連続グルコースモニタリング(CGM)システムの例をより詳細に描写する。 グルコース測定値を含むCGMデバイスデータが、グルコース測定値及びイベント予測に関連して異なるシステムにルーティングされる、例示的な実装態様を描写する。 積み重ねられた機械学習モデルを使用して、グルコース測定値予測及びイベント予測を生成するための、図3の予測システムの例示的な実装態様をより詳細に描写する。 1つ以上の実装態様による、図3の予測システムによって実装された積み重ねられた機械学習モデルの例示的な実装態様を描写する。 1つ以上の実装態様による、図3の予測システムによって実装された積み重ねられた機械学習モデルの例示的な実装態様を描写する。 1つ以上の実装態様による、図3の予測システムによって実装された積み重ねられた機械学習モデルの例示的な実装態様を描写する。 1つ以上の実装態様による、図3の予測システムによって実装される積み重ねられた機械学習モデルのうちの1つが、グルコース測定値予測を生成する、追加の例示的な実装態様を描写する。 1つ以上の実装態様による、グルコース測定値、グルコース測定値予測、及びグルコース測定値予測に影響を与える情報を使用して、イベント予測を生成するための、図3の予測システムの追加の例示的な実装態様をより詳細に描写する。 1つ以上の実装態様による、イベント予測及びグルコース測定値予測に基づいて、通知を生成及び出力するための、図3の予測システムの例示的な実装態様をより詳細に描写する。 1つ以上の実装態様による、イベント予測及びグルコース測定値予測に基づいてユーザに通知し、かつ通知からフィードバックを受信するための、ユーザインターフェースの例示的な実装態様を描写する。 機械学習モデルが、イベント予測又はグルコース測定値予測を生成するように訓練される、図3の予測システムの例示的な実装態様をより詳細に描写する。 機械学習モデルの積み重ねが、履歴グルコース測定値に基づいて、イベント予測及びグルコース測定値予測を生成する、例示的な実装態様の手順を描写する。 機械学習モデルの積み重ねの機械学習モデルによって出力された予測情報が、出力された予測情報に関連付けられた信頼性レベルに基づいて、機械学習モデルの積み重ねのうちの少なくとも1つの他のモデルへの入力として選択的にフィルタリングされる、例示的な実装態様の手順を描写する。 機械学習モデルの積み重ねが、ユーザ母集団の履歴グルコース測定値に基づいて、イベント予測及びグルコース測定値予測を生成するように訓練される、例示的な実装態様の手順を描写する。 本明細書に記載の様々な技法を実装し得る1つ以上のコンピューティングシステム及び/又はデバイスを表す例示的なコンピューティングデバイスを含む、例示的なシステムを示す。
概要
グルコースレベルのモニタリングは、糖尿病の治療、例えば、個人が、問題のあるグルコースレベルに関連付けられた潜在的に有害な健康状態(例えば、高血糖又は低血糖)にいつさらされるかを特定するのに有用である。このように、個人の将来のグルコースレベルを予測する能力は、個人又は介護者が、そのような有害な健康状態が発生する前に軽減するための是正措置を取ることを可能にするため、特に有利である。
将来のグルコースレベルを予測する従来のアプローチは、履歴グルコース情報のみを考慮するという点で制限がある(例えば、将来のグルコースレベル予測を外挿するために、履歴グルコース情報に回帰モデルを適用する)。その結果、このような従来のアプローチは、履歴グルコース情報でラベル付けされていないイベントの発生など、個人のグルコースレベルに影響を与えるイベント及び他の要因の発生を説明することができず、したがって将来のグルコースレベルを予測することが説明されない。
例えば、履歴グルコース情報に示されるように、グルコースレベルの低下は、様々な異なるイベント(例えば、運動、インスリン投与など)に対応し得る。各イベントは、一般にグルコースレベルの低下によって特徴付けられる場合があるが、これらのイベントのうちの異なるイベントに対する人の応答は、大きく異なる可能性がある。例えば、人のグルコースレベルは、インスリン投与後のある応答、及びワークアウト後の著しく異なる応答を示す場合がある。異なる応答を区別せずに将来のグルコースレベルを予測する(例えば、インスリン投与及び運動に対する人の異なる応答を考慮せずに、グルコース測定値の低下のみを考慮する)と、重大な誤算が生じる可能性があり、次に、それが劇的な結果を有する可能性がある。
この例を続けると、人のグルコースレベルは、運動後のグルコースレベルの過去の低下とは対照的に、インスリンの標準用量の後、より長い期間にわたって歴史的に低下する可能性がある。したがって、異なるイベント応答を説明することができず、又はグルコースレベル低下を特定のイベントと誤って関連付ける従来のアプローチは、不正確なグルコースレベル予測を生成する。その結果、不正確なグルコースレベル予測は、誤ったインスリン用量(例えば、グルコースレベル予測によって表されない将来のグルコースレベルスパイクをカバーするには不十分である低用量のインスリン)を推奨する結果となる可能性がある。同様に、これらの従来のアプローチに関連付けられた精度は、予測されたグルコースレベルに関連付けられた時間が、現在の時間に対して先へ先へと未来に移動するにつれて、低下する。
これらの問題を克服するために、積み重ねられた構成で配置された複数の機械学習モデルを使用したグルコース予測が活用される。積み重ねられた機械学習モデルの各々は、ほんの数例を挙げると、ニューラルネットワーク(例えば、長短期記憶(LSTM)ネットワークなどのリカレントニューラルネットワーク)、状態機械、モンテカルロ法、粒子フィルタ、強化学習アルゴリズム(例えば、マルコフ決定プロセス)、及び回帰モデルなど、多様な機械学習モデルに従って、構成され得る。
1つ以上の実装態様において、連続グルコースモニタリング(CGM)プラットフォームは、機械学習モデルのこの積み重ねを含み、積み重ねのうちの少なくとも1つのモデルは、ユーザ母集団の履歴グルコース測定値を含む訓練に基づいて、個々のユーザのグルコース測定値予測を生成するように構成されている。いくつかの実装態様では、このモデルは、以下でより詳細に説明するように、ストレージから、又は積み重ね内の1つ以上の他の機械学習モデルから受信され得る、個々のユーザのグルコースレベルに影響を与える可能性がある1つ以上の要因を記載する追加データを入力として受信するように更に構成され得る。ユーザ母集団及び個々のユーザのグルコース測定値は、ユーザ母集団のユーザ及び個々のユーザによって着用されたCGMシステムによって提供され得る。これらのCGMシステムによって生成された測定値を取得し、その測定値を維持することによって、CGMプラットフォームは、従来のシステムでは処理できない膨大な量のデータ(例えば、数億の患者入院日数分の測定値)を有し得る。
これらの実装態様によれば、積み重ねは、履歴グルコース測定値、グルコース測定値予測、又は追加データのうちの1つ以上が入力として与えられた場合に、特定のイベントが将来発生する可能性があるかどうかを記載するイベント予測を生成するように構成された少なくとも1つの機械学習モデルを更に含む。例えば、積み重ねは、個人が、指定された期間中に食事をするかどうかを予測するように構成された1つの機械学習モデル、個人が、指定された期間中に運動するかどうかを予測するように構成された別のモデル、個人が、指定された期間中にインスリンを投与するかどうかを予測するように構成された別のモデル、個人が、指定された期間中に睡眠又は休息するかどうかを予測するための別のモデル、個人が、将来の期間中にストレスを受けるかどうかを予測するための別のモデル、指定された期間中の個人のグルコースを予測するための別のモデルなどを含み得る。いくつかの実装態様では、イベント予測が、特定のイベントが現在発生しているかどうかの予測に対応するように、指定された期間は、現在の時間に対応し得る。
特定のイベントが、現在発生しているかどうか、及び/又は将来発生する可能性が高いかどうかを予測することに加えて、積み重ねられた機械学習モデルの各々は、特定の個人がイベントにどのように応答するかを予測する(例えば、イベントの結果として個人のグルコースレベルがどのように変化するかを予測する)ために使用可能である、それぞれのイベントの特定の特性及び/又は属性を記載する1つ以上の値を予測するように更に構成され得る。例えば、個人が食事を取るかどうかを予測することに加えて、又は代替的に、機械学習モデルは、食事に関連付けられたカロリー摂取量及び/又はカロリー摂取量に対する個人の予期されるグルコース応答を予測するように構成され得る。別の例として、個人が睡眠するかどうかを予測することに加えて、又は代替的に、機械学習モデルは、睡眠の質を示す睡眠スコア(例えば、持続時間、レム(REM)睡眠とノンレム睡眠の比率など)及び/又はスコアに対応するそのような睡眠に対する個人の予期されるグルコース応答を予測するように構成され得る。更なる例では、運動イベントが発生するかどうかを予測することに加えて、又は代替的に、機械学習モデルは、イベント中及びイベント後の個人の生命に関わる特性(例えば、心拍数、体温など)、及び/又はこれらの生命に関わる特性に基づく、対応するグルコースレベル変化を記載する情報を予測するように構成され得る。このように、本明細書に記載の機械学習モデルは、将来の時間間隔中にイベントが発生するかどうか、及び、又は、代替的に、個人のグルコースレベルに影響を与える可能性のあるイベントの特性及び/若しくは属性を予測するように構成され得る。
積み重ねられた構成での配置により、積み重ねの1つの機械学習モデルによって出力された予測は、積み重ねの1つ以上の他の機械学習モデル(例えば、グルコース測定値予測を生成するように構成された機械学習モデル)への入力として提供され得、それにより、履歴グルコース測定値を超える、グルコースレベルに影響を与える様々な要因の考慮を可能にする。
したがって、積み重ねの機械学習モデルのうちの1つ以上は、ユーザ母集団の履歴グルコース測定値のうちの1つ以上、又は様々なイベントに関連するユーザ挙動を記載する追加データを使用して訓練された後に、それぞれの予測を生成するように構成され得る。1つ以上の実装態様では、積み重ねられた機械学習モデルのうちのこれらのモデル又は異なるモデルは、予測に関連付けられた信頼性値を示す情報を備えるそれぞれの予測を生成するように構成され得る。次いで、予測が、信頼性閾値を満たす信頼性値に関連付けられている場合にのみ、積み重ね内の下流のモデルに、予測が入力として提供されるように、関連付けられた信頼性値に基づいて、積み重ねの機械学習モデルへの入力として、予測を選択的に提供することができる。このように、積み重ねられた構成は、機械学習モデルが、実際の観察されたイベントを正確に反映しない入力情報を考慮することを排除することによって、生成された予測に関連付けられた精度を改善する。
積み重ねられた機械学習モデルによって生成された、グルコース測定値予測及びイベント予測は、次いで、今後のグルコース測定値又はイベントに関する通知を生成するなどのために、出力することができる。この通知は、ほんの数例を挙げると、ユーザに関連付けられたコンピューティングデバイス(例えば、CGMプラットフォームのアプリケーションを介した出力用)、ヘルスケア提供者に関連付けられたコンピューティングデバイス、又は遠隔医療サービスに関連付けられたコンピューティングデバイスを含む、1つ以上のコンピューティングデバイスに、ネットワークを介して通信され得る。いくつかの実装態様では、通知には、CGMシステムによって、モデルパラメータを改良し、イベントプロファイルを改良し、及び個々のモデル出力に関連付けられた精度を改善するために使用可能である、関連付けられた予測に関するフィードバックのプロンプトが付随する。
グルコース及び今後のグルコース測定値に影響を与える今後のイベントを予測し、ユーザ、ヘルスケア提供者、及び/又は遠隔医療サービスに、今後のグルコース測定値について通知することにより、説明された積み重ねられた機械学習モデルは、潜在的に有害な健康状態を、これらの健康状態が発生する前に緩和するための行動が実行されることを可能にする。有利なことに、積み重ねられた機械学習モデルによって提供される今後のグルコースのより正確かつタイムリーな予測は、ユーザ及び他の様々な関係者が、糖尿病を治療する方法に関する、情報に基づいたより良い決定を下し、かつ治療を通じてより良い結果を達成することを可能にする。その際に、糖尿病による、心臓、血管、目、腎臓、及び神経、並びに死への深刻な損傷を大幅に回避することができる。
以下の記載では、最初に、本明細書に記載の技法を採用し得る例示的な環境を記載する。次いで、例示的な環境及び他の環境で実行され得る例示的な実装態様の詳細及び手順が記載される。例示的な手順のパフォーマンスは、例示的な環境に限定されず、例示的な環境は、例示的な手順のパフォーマンスに限定されない。
例示的な環境
図1は、本明細書に記載の積み重ねられた機械学習モデルを使用して、グルコース測定値予測及びイベント予測を採用するように動作可能である、例示的な実装態様における環境100を示す。図示の環境100は、連続グルコースモニタリング(CGM)システム104、インスリン送達システム106、及びコンピューティングデバイス108を着用したように描写されているヒト102を含む。図示の環境100はまた、CGMシステムのユーザ母集団110における他のユーザ、CGMプラットフォーム112、及びモノのインターネット114(IoT114)を含む。CGMシステム104、インスリン送達システム106、コンピューティングデバイス108、ユーザ母集団110、CGMプラットフォーム112、及びIoT114は、ネットワーク116を介して含み、通信可能に結合されている。
代替的又は追加的に、CGMシステム104、インスリン送達システム106、又はコンピューティングデバイス108のうちの1つ以上は、1つ以上の無線通信プロトコル及び/又は技法を使用するなどして、他の方法で通信可能に結合され得る。例として、CGMシステム104、インスリン送達システム106、及びコンピューティングデバイス108は、Bluetooth(例えば、Bluetooth Low Energyリンク)、近距離無線通信(NFC)、5Gなどのうちの1つ以上を使用して互いに通信し得る。CGMシステム104、インスリン送達システム106、及びコンピューティングデバイス108は、様々なタイプの通信を活用して、互いの間の閉ループシステムを形成し得る。このようにして、インスリン送達システム106は、グルコース測定値がCGMシステム104によって取得されるため、及びグルコース測定値予測が生成されるため、リアルタイムで一連のグルコース測定値に基づいて、インスリンを送達し得る。
記載の技法に従って、CGMシステム104は、ヒト102のグルコースを連続的にモニタリングするように構成されている。CGMシステム104は、例えば、ヒト102のグルコースを示す分析物を連続的に検出し、グルコース測定値の生成を可能にするCGMセンサを備えて構成され得る。図示の環境100では、これらの測定値は、グルコース測定値118として表されている。この機能性及びCGMシステム104の構成の更なる態様は、図2に関して以下で更に詳細に記載される。
1つ以上の実装態様では、CGMシステム104は、無線通信を介するなど、本明細書に記載の通信プロトコルのうちの1つ以上を介して、グルコース測定値118をコンピューティングデバイス108に送信する。CGMシステム104は、CGMセンサを使用して、これらの測定値をリアルタイムで(例えば、グルコース測定値118が生成されるときに)通信し得る。代替的又は追加的に、CGMシステム104は、指定された時間間隔(例えば、30秒ごとに、1分ごとに、5分ごとに、1時間ごとに、6時間ごとに、毎日など)で、グルコース測定値118をコンピューティングデバイス108に通信し得る。いくつかの実装態様では、CGMシステム104は、コンピューティングデバイス108からの要求(例えば、コンピューティングデバイス108が、ヒト102に対するグルコース測定値予測を生成するときに開始される要求、ヒト102のグルコース測定値に関する情報など)に応答して、グルコース測定値を通信し得る。したがって、コンピューティングデバイス108は、(例えば、図16に関して以下に更に詳細に記載されるように、コンピュータ可読記憶媒体において、グルコース測定値118を記憶することによって)ヒト102のグルコース測定値118を少なくとも一時的に維持し得る。
ウェアラブルデバイス(例えば、スマートウォッチ)として図示されているが、コンピューティングデバイス108は、記載の技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、多様な方法で構成され得る。限定ではなく例として、コンピューティングデバイス108は、異なるタイプのモバイルデバイス(例えば、携帯電話又はタブレットデバイス)として構成され得る。1つ以上の実装態様では、コンピューティングデバイス108は、CGMプラットフォーム112に関連付けられた専用デバイス(例えば、CGMシステム104からグルコース測定値118を取得する、グルコース測定値118に関連する様々な計算を実行する、グルコース測定値118及びCGMプラットフォーム112に関連する情報を表示する、グルコース測定値118をCGMプラットフォーム112に通信する、それらの組み合わせなどを行うための機能性を支援するデバイス)として構成され得る。しかしながら、コンピューティングデバイス108が携帯電話として構成されている実装態様とは対照的に、コンピューティングデバイス108は、そうでなければ、電話をかける、画像を撮像する、ソーシャルネットワーキングアプリケーションを利用するなどを行うための機能性など、専用のCGMデバイスとして構成されているときに、携帯電話又はウェアラブル構成で利用可能な機能性を除外し得る。
いくつかの実装態様では、コンピューティングデバイス108は、2つ以上のデバイスを表す。例えば、コンピューティングデバイス108は、ウェアラブルデバイス(例えば、スマートウォッチ)及び携帯電話の両方を表し得る。そのような複数のデバイス実装態様では、複数のデバイスの異なるデバイスは、例えば、CGMシステム104からグルコース測定値118を受信し、ネットワーク116を介してグルコース測定値118をCGMプラットフォーム112に通信し、グルコース測定値118に関連する情報を表示するなど、同じ動作のうちの少なくともいくつかを実行することが可能であり得る。代替的又は追加的に、複数のデバイス実装態様における異なるデバイスは、特定のデバイスへの命令を計算することによって制限される機能など、互いに対して異なる機能を支援し得る。
コンピューティングデバイス108が別個のデバイス(例えば、スマートウォッチ及び携帯電話)を表す例示的な実装態様では、1つのデバイスは、ヒト102の多様な生理学的マーカー(例えば、心拍数、呼吸、血液速度など)及び活動(例えば、ステップ、高度の変化など)を測定するための様々なセンサ及び機能性を備えて構成され得る。この例示的な複数デバイス実装態様では、別のデバイスは、そのようなセンサ又は機能性を備えて構成されない場合があり、又は限られた量のそのようなセンサ又は機能性を含む場合がある。例えば、複数のデバイスのうちの1つが、複数のデバイスのうちの別の1つでは支援されていない機能性、例えば、将来のグルコースレベルを予測するために使用可能な食事の画像を捕捉するためのカメラ、デバイスがグルコース測定値118に関連する計算を効率的に実行することを可能にするコンピューティングリソースの量(例えば、バッテリ寿命、処理速度など)などを有する場合がある。複数のデバイスのうちの1つ(例えば、スマートウォッチ)が、そのような計算を実行することが可能であるシナリオでも、コンピューティング命令は、複数のデバイスに負担をかけず、かつ利用可能なリソースを更に効率的に利用するために、複数のデバイスのうちの1つに対するそれらの計算のパフォーマンスを制限することがある。この範囲で、コンピューティングデバイス108は、異なる方法で構成され、本明細書に記載される特定の例示的な実装態様を超えて異なる数のデバイスを表すことができる。
上述のように、コンピューティングデバイス108は、グルコース測定値118をCGMプラットフォーム112に通信する。図示の環境100では、グルコース測定値118は、CGMプラットフォーム112の記憶デバイス120に記憶されているように描写されている。記憶デバイス120は、グルコース測定値118を記憶することが可能である1つ以上のタイプのストレージ(例えば、データベース)を表す。このようにして、記憶デバイス120は、グルコース測定値118に加えて、様々な他のデータを記憶するように構成され得る。例えば、1つ以上の実装態様によれば、ヒト102は、少なくともCGMプラットフォーム112及び1つ以上の他のサービス(例えば、1つ以上のサードパーティサービスプロバイダによって提供されるサービス)のユーザを表す。このように、ヒト102は、個人的な帰属情報(例えば、ユーザ名)に関連付けられ得、かつある時点で、個人的な帰属情報を使用して、CGMプラットフォーム112にアクセスするための認証情報(例えば、パスワード、生体認証データ、遠隔医療サービス情報など)を提供することを必要とされ得る。この個人的に帰属する情報、認証情報、及びヒト102に関する他の情報(例えば、人口統計情報、ヘルスケア提供者情報、支払い情報、処方箋情報、健康指標、ユーザの好み、ウェアラブルデバイスに関連付けられたアカウント情報、ソーシャルネットワークアカウント情報、他のサービスプロバイダ情報など)は、記憶デバイス120に維持され得る。
記憶デバイス120は、ユーザ母集団110中の他のユーザに関するデータを維持するように更に構成されている。このことを考慮すると、記憶デバイス120のグルコース測定値118は、ヒト102によって着用されたCGMシステム104のCGMセンサからのグルコース測定値を含み、また、ユーザ母集団110中に表された他の人によって着用されたCGMシステムのCGMセンサからのグルコース測定値を含み得る。同様に、ユーザ母集団110のこれらの他の人のグルコース測定値118は、他の人が、CGMプラットフォーム112内のそれぞれのユーザプロファイルに関連付けられるように、ネットワーク116を介して、CGMプラットフォーム112に、それぞれのデバイスによって通信され得る。
データ分析プラットフォーム122は、グルコース測定値118を、単独で、及び/又は記憶デバイス120に維持されている他のデータとともに処理して、様々な機械学習モデルの積み重ねられた構成を使用するなどによって、多様な予測を生成するための機能性を表す。これらの予測に基づいて、CGMプラットフォーム112は、予測に関連する通知(例えば、警告、推奨、又は予測に基づいて生成された他の情報)を提供し得る。例えば、CGMプラットフォーム112は、ヒト102に、ヒト102に関連付けられた医療専門家に、それらの組み合わせなどに、通知を提供し得る。コンピューティングデバイス108とは別個に描写されているが、データ分析プラットフォーム122の部分又は全体が、コンピューティングデバイス108において代替的又は追加的に実装され得る。データ分析プラットフォーム122はまた、IoT114を介して取得された追加データを使用して、これらの予測を生成し得る。
例えば、1つ以上の実装態様によれば、データ分析プラットフォーム122は、IoT114から受信した情報など、グルコース測定値118及び追加情報に基づいて、ヒト102に関するイベントのイベント予測とともに、ヒト102に対するグルコース測定値予測を生成するように構成されている。例えば、データ分析プラットフォーム122は、積み重ねられた構成の複数の機械学習モデルを実装することができ、各機械学習モデルは、異なる予測(例えば、グルコース測定値予測、インスリン投与イベント予測、運動予測、食事予測など)を出力するように構成されている。このような機械学習モデルの積み重ねられた構成を活用することにより、データ分析プラットフォーム122は、ヒト102のグルコースレベルに影響を与える様々な要因を考慮するように構成されており、それによって、グルコース測定値のみを入力として考慮する従来のアプローチと比較して、より正確なグルコース測定値予測を提供する。積み重ねられた機械学習モデルの個々のモデルによって生成された予測は、他のモデルのうちの少なくとも1つへの入力として(例えば、積み重ねられた構成の下流にある機械学習モデルへの入力として)選択的に提供されて、グルコース測定値予測の精度を改善することができる。
例えば、積み重ねられた構成が、異なる予測(例えば、今後のインスリン投与に対する人のグルコース応答、今後の運動に対する人のグルコース応答、今後の食事に対する人のグルコース応答、及び人の今後のグルコース測定値)を生成するように個別に構成されている複数の機械学習モデルを含む例示的なシナリオでは、予測情報は、それぞれの予測に関連付けられた信頼性レベルなどの様々な基準に基づいて、機械学習モデルの積み重ねへの入力として選択的に提供することができる。この予測情報を、グルコース測定値118及び個人の挙動を記載する追加データとともに入力として提供することにより、機械学習モデルの積み重ねられた構成は、グルコース測定値予測、及びグルコースレベルに影響を与える可能性のある今後のイベントの予測を確実に出力することができる。
例えば、積み重ねられた構成の1つのそのようなモデルは、グルコース測定値118及びヒト102に関連する追加データを処理して、ヒト102が、所与の時間ステップに対して、かつ特定の方法で、グルコース測定値予測の値に影響を与える可能性がある今後のインスリン投与イベントを有するかどうかを予測し得る。別のそのようなモデルは、ヒト102が、今後の運動イベントを有するかどうかを予測し得、別のそのようなモデルは、ヒト102が、時間ステップに対するグルコース測定値予測の値に影響を与える今後の食事イベントを有するかどうか、及び各特定のイベントが、値にどのように影響するかを予測し得る。積み重ねられた構成での配置により、1つのモデルの出力された予測を使用して、他のモデルの予測に影響を与えることができる。
例えば、1つのモデルが、ヒト102が今後の期間にわたって運動することを高い信頼性で予測する場合、その予測は、ヒト102が今後の期間にわたってインスリンを投与するかどうかを予測するように構成された第2のモデル、及びヒト102が今後の期間にわたって食事を取るかどうかを予測するように構成された第3のモデルへの入力として提供され得る。この例示的なシナリオでは、第2及び第3のモデルの出力された予測は、第1のモデルの運動イベント予測、及び、ヒト102が、運動しているが、食事をしているか、又はインスリンを投与している可能性が低いことを示す、ヒト102に対する履歴挙動を記載する追加データによって影響を受ける可能性がある。
1つの積み重ねられた機械学習モデルによって出力された予測は、予測に関連付けられた信頼性値に基づいて、積み重ねられた機械学習モデルのうちの他のモデルへの入力として、選択的に提供され得、したがって、低信頼性(例えば、90%未満の信頼性)出力された予測は、積み重ねられた構成の他の機械学習モデルによって生成された予測に悪影響を与えない。いくつかの実装態様では、予測に関連付けられた信頼性レベル又は値は、予測が関係するヒト102からの明示的なユーザフィードバックによって影響を受ける可能性がある。例えば、データ分析プラットフォーム122は、ヒト102が、今後のインスリン投与イベントを有する可能性があると予測する場合、その予測は、インスリン投与イベントが発生することが予定されていることの確認のプロンプトとともに、(例えば、コンピューティングデバイス108を介して)ヒト102に出力することができる。
ヒト102の応答が、インスリン投与イベントが近づいていることを確認する場合、予測されたインスリン投与イベントに関連付けられた信頼性レベルを100%に設定することができ、予測されたインスリン投与イベントに関連付けられた予測されたグルコースレベル応答を、積み重ねられた構成の異なる機械学習モデルへの入力として提供することができる。対照的に、ヒト102の応答が、インスリン投与イベントが近づいていないことを示している場合、異なる機械学習モデルによって生成された、出力された予測に不適切な影響を与えることを避けるために、今後のインスリン投与イベントの予測を破棄することができる。このようにして、データ分析プラットフォーム122は、ヒト102の以前のグルコースレベルに加えて様々な要因を活用して、グルコース測定値予測をより正確に生成するように構成されている。
以前のグルコース測定値を超えるこの追加情報のうちのいくつかを供給するために、IoT114は、ヒト102及び1つ以上のサービスプロバイダのユーザとしてのヒト102の活動及び実世界での活動を記載するデータを提供することが可能である様々なソースを表す。例として、IoT114は、ユーザの様々なデバイス(例えば、カメラ、携帯電話、ラップトップ、運動器具など)を含み得る。この目的のために、IoT114は、ユーザと様々なデバイスとの対話(例えば、ウェブベースのアプリケーションとの対話、撮影された写真、他のユーザとの通信など)に関する情報を提供し得る。IoT114はまた、例えば、歩数、地面に当たる足の力、歩幅、ユーザの体温(及び他の生理学的測定値)、ユーザの周囲の温度、冷蔵庫に保管されている食品のタイプ、冷蔵庫から取り出された食品のタイプ、運転習慣など、挙動を記載する情報を提供するセンサで構成されている様々な実世界の物品(例えば、靴、衣類、スポーツ用品、電化製品、自動車など)を含み得る。IoT114はまた、データ分析プラットフォーム122によって活用され得る、それぞれ医療及び製造データを提供することが可能である医療提供者(例えば、ヒト102の医療提供者)及び製造業者(例えば、CGMシステム104、インスリン送達システム106、又はコンピューティングデバイス108の製造業者)などのサードパーティをCGMプラットフォーム112に含めることもできる。確かに、IoT114は、記載の技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、機械学習及びグルコース測定値を使用して、グルコース予測に関連して使用するための豊富なデータを提供することが可能であるデバイス及びセンサを含み得る。グルコースを、例えば、連続的に測定し、そのような測定値を記載するデータを取得する状況において、図2の以下の説明を検討する。
図2は、図1のCGMシステム104の例示的な実装態様200をより詳細に描いている。特に、図示の例200は、CGMシステム104の上面図及び対応する側面図を含む。
CGMシステム104は、センサ202及びセンサモジュール204を含むように図示されている。図示の例200では、センサ202は、側面図で、皮膚206(例えば、ヒト102の皮膚)に皮下挿入されているように描写されている。センサモジュール204は、上面図において、破線の輪郭を有する長方形として描写されている。CGMシステム104は、送信機208を含むものとして更に図示されている。センサモジュール204を表す長方形の破線を使用して、センサモジュール204が、送信機208に収容されるか、さもなければ送信機208のハウジング内に実装され得ることを示している。この例200では、CGMシステム104は、接着パッド210及び取り付け機構212を更に含む。
動作中、センサ202、接着パッド210、及び取り付け機構212は、適用アセンブリを形成するように組み立てられ得、適用アセンブリは、描写されているようにセンサ202が皮下挿入されるように皮膚206に適用されるように構成されている。そのようなシナリオでは、送信機208は、取り付け機構212を介してなど、皮膚206に適用された後のアセンブリに取り付けられ得る。追加的又は代替的に、送信機208は、適用アセンブリの一部として組み込まれ得、センサ202、接着パッド210、取り付け機構212、及び送信機208(センサモジュール204を有する)が全て同時に皮膚206に適用され得るようにし得る。1つ以上の実装態様では、適用アセンブリは、別個のアプリケータ(図示せず)を使用して皮膚206に適用される。この適用アセンブリは、接着パッド210を皮膚206から剥がすことによっても取り外すことができる。このように、CGMシステム104、及び図2に図示された様々な構成要素は、1つの例示的なフォームファクタであり、CGMシステム104及びその構成要素は、記載の技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、異なるフォームファクタを有し得る。
動作中、センサ202は、「無線」接続又は「有線」接続であり得る少なくとも1つの通信チャネルを介してセンサモジュール204に通信可能に結合される。センサ202からセンサモジュール204への、又はセンサモジュール204からセンサ202への通信は、能動的又は受動的に実装することができ、これらの通信は、連続的(例えば、アナログ)又は離散的(例えば、デジタル)とし得る。
センサ202は、センサ202から少なくとも部分的に独立しているイベントに応答して、変化するか、又は変化を引き起こすデバイス、分子、及び/又は化学物質であり得る。センサモジュール204は、センサ202への変化又はセンサ202によって引き起こされた変化の表示を受信するように実装されている。例えば、センサ202は、グルコース及び酸素と応答して、センサモジュール204の電極によって電気化学的に検出可能である過酸化水素を形成するグルコースオキシダーゼを含むことができる。この例では、センサ202は、1つ以上の測定技法を使用してグルコースレベルを示す血液又は間質液中の分析物を検出するように構成されたグルコースセンサとして構成され得るか、又はグルコースセンサを含み得る。
別の例では、センサ202(又はCGMシステム104の追加のセンサ、図示せず)は、第1及び第2の導電体を含むことができ、センサモジュール204は、センサ202の第1及び第2の導電体間の電位の変化を電気的に検出することができる。この例では、センサモジュール204及びセンサ202は、電位の変化が温度変化に対応するように熱電対として構成されている。いくつかの例では、センサモジュール204及びセンサ202は、単一の分析物(例えば、グルコース)を検出するように構成されている。他の例では、センサモジュール204及びセンサ202は、複数の分析物(例えば、ナトリウム、カリウム、二酸化炭素、及びグルコース)を検出するように構成されている。代替的又は追加的に、CGMシステム104は、1つ以上の分析物(例えば、ナトリウム、カリウム、二酸化炭素、グルコース、及びインスリン)だけでなく、1つ以上の環境条件(例えば、温度)も検出するための複数のセンサを含む。したがって、センサモジュール204及びセンサ202(及び任意の追加のセンサ)は、1つ以上の分析物の存在、1つ以上の分析物の不在、及び/又は1つ以上の環境条件の変化を検出し得る。
1つ以上の実装態様では、図2の図示の例には描写されていないが、センサモジュール204は、プロセッサ及びメモリを含み得る。そのようなプロセッサを活用することにより、センサモジュール204は、センサ202との通信に基づいて、1つ以上の変化(例えば、検体の変化、環境条件の変化など)を示すグルコース測定値118を生成し得る。センサ202との通信に基づいて、センサモジュール204は、CGMデバイスデータ214を生成するように更に構成されている。CGMデバイスデータ214は、少なくとも1つのグルコース測定値118を含む通信可能なデータのパッケージを表す。代替的又は追加的に、CGMデバイスデータ214は、複数のグルコース測定値118、センサ識別216、センサステータス218、それらの組み合わせなどの他のデータを含む。1つ以上の実装態様では、CGMデバイスデータ214は、グルコース測定値118に対応する温度、及び他の分析物の測定値のうちの1つ以上などの他の情報を含み得る。このように、CGMデバイスデータ214は、記載の技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、少なくとも1つのグルコース測定値118に加えて、多様なデータを含み得る。
動作中、送信機208は、CGMデバイスデータ214をデータのストリームとしてコンピューティングデバイス108に無線で送信し得る。代替的又は追加的に、センサモジュール204は、CGMデバイスデータ214を(例えば、センサモジュール204のメモリに)バッファすること、送信機208に、バッファされたCGMデバイスデータ214を様々な間隔、例えば、時間間隔(1秒ごと、30秒ごと、1分ごと、5分ごと、1時間ごとなど)、記憶間隔(バッファされたCGMデバイスデータ214が、データの閾値量、又はCGMデバイスデータ214のインスタンスの数値に達したとき)で、伝送させること、それらの組み合わせなどを行い得る。
CGMデバイスデータ214を生成し、かつそれをコンピューティングデバイス108に通信させることに加えて、センサモジュール204は、1つ以上の実装態様による追加機能性を実行するように構成されている。この追加機能性は、将来のヒト102のグルコースレベルの予測を生成すること、及び予測に基づいて通知(例えば、予期される今後のイベントの通知、ヒト102のグルコースレベルが危険である可能性が高いことを予測が示すときの警告など)を通信することを含み得る。センサモジュール204のこの計算能力は、特にネットワーク116を介したサービスへの接続が制限されているか、又は存在しない場合に有利である。このようにして、人は、接続性(例えば、インターネット接続性)に依存することなく、危険な状態について警告を受けることができる。センサモジュール204のこの追加の機能性はまた、センサ202を最初に又は継続的に較正すること、及びCGMシステム104の他の任意のセンサを較正することを含み得る。
CGMデバイスデータ214に関して、センサ識別216は、他のセンサ(例えば、他のCGMシステム104の他のセンサ、皮膚206に事前又は事後に埋め込まれた他のセンサなど)から、センサ202を一意に識別する情報を表す。センサ202を一意に識別することにより、センサ識別216はまた、センサ202に関する他の態様、例えば、センサ202の製造ロット、センサ202の包装の詳細、センサ202の出荷の詳細などを識別するために使用され得る。このようにして、センサ202と同様の様式で製造、包装、及び/又は出荷されたセンサについて検出された様々な問題は、(例えば、グルコース測定値118を較正し、欠陥のあるセンサを変更するように、又はそれらを廃棄するようにユーザに通知し、機械加工問題を製造施設に通知するなどを行うための)異なる方法で識別及び使用され得る。
センサステータス218は、所与の時点におけるセンサ202の状態(例えば、グルコース測定値118のうちの1つが生成されるのと同じ時点におけるセンサの状態)を表す。この目的のために、センサステータス218は、グルコース測定値118の各々に対するエントリを含み得、グルコース測定値118とセンサステータス218情報に捕捉されたステータスとの間に1対1の関係があるようにする。一般に、センサステータス218は、センサ202の動作状態を記載する。1つ以上の実装態様では、センサモジュール204は、所与のグルコース測定値118に対するいくつかの所定の動作状態のうちの1つを識別し得る。識別された動作状態は、センサ202からの通信及び/又はそれらの通信の特性に基づき得る。
例として、センサモジュール204は、ある状態を別の状態から選択するための所定の数の動作状態及び基礎を有するルックアップテーブルを(例えば、メモリ又は他のストレージに)含み得る。例えば、所定の状態は、「通常の」動作状態を含み得、この状態を選択するための基礎は、センサ202からの通信が、通常の動作を示す閾値内(例えば、予想される時間の閾値内、予想される信号強度の閾値内、環境温度が予想どおりに動作を継続するのに好適な温度の閾値内にある場合、それらの組み合わせなど)に収まることであり得る。所定の状態はまた、センサ202の通信の特性のうちの1つ以上が通常の活動の範囲外であることを示し、グルコース測定値118における潜在的なエラーをもたらす可能性がある動作状態を含み得る。
例えば、これらの非通常動作状態の基礎は、閾値予想時間外でセンサ202からの通信を受信すること、予想信号強度の閾値外でセンサ202の信号強度を検出すること、予想どおりに動作を継続するための好適な温度外の環境温度を検出すること、ヒト102がCGMシステム104に対する配向を変えた(例えば、ベッドで転がった)ことを検出することなどを含み得る。センサステータス218は、記載の技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、センサ202及びCGMシステム104に関する多様な態様を示し得る。
例示的な環境及び例示的なCGMシステムを検討してきたが、ここで、1つ以上の実装態様に従って、積み重ねられた機械学習モデルを使用して、イベント予測及びグルコース測定値予測を生成するための技法のいくつかの例示的な詳細の説明を検討する。
グルコース測定値及びイベント予測
図3は、グルコース測定値を含むCGMデバイスデータが、機械学習を使用して、グルコース測定値予測及びイベント予測に関連して異なるシステムにルーティングされる、例示的な実装態様300を描写する。
図示の例300は、図1に関連して紹介された、CGMシステム104及びコンピューティングデバイス108の例を含む。図示の例300はまた、データ分析プラットフォーム122及び記憶デバイス120を含み、これらは、上記のように、グルコース測定値118を記憶する。この例300では、CGMシステム104は、CGMデバイスデータ214をコンピューティングデバイス108に送信するように描写されている。図2に関連して記載したように、CGMデバイスデータ214は、他のデータとともにグルコース測定値118を含む。CGMシステム104は、様々な方法で、CGMデバイスデータ214をコンピューティングデバイス108に送信し得る。
図示の例300はまた、CGMパッケージ302を含む。CGMパッケージ302は、CGMデバイスデータ214(例えば、グルコース測定値118、センサ識別216、及びセンサステータス218)及び補足データ304、又はその一部分を含み得る。この例300では、CGMパッケージ302は、コンピューティングデバイス108からCGMプラットフォーム112の記憶デバイス120にルーティングされて描かれている。一般に、コンピューティングデバイス108は、CGMデバイスデータ214に少なくとも部分的に基づいて、補足データ304を生成するための機能性を含む。コンピューティングデバイス108はまた、補足データ304をCGMデバイスデータ214と一緒にパッケージ化して、CGMパッケージ302を形成し、(例えば、ネットワーク116を介して)CGMパッケージ302をCGMプラットフォーム112に通信して、記憶デバイス120に記憶するための機能性も含む。したがって、CGMパッケージ302は、CGMシステム104によって収集されたデータ(例えば、センサ202によって検知されたグルコース測定値118)、及びユーザの携帯電話、又はスマートウォッチなど、CGMシステム104とCGMプラットフォーム112との間の仲介役として機能するコンピューティングデバイス108によって生成された補足データ304を含み得る。
補足データ304に関して、コンピューティングデバイス108は、CGMパッケージ302に含まれるCGMデバイスデータ214を補足するための様々な補足データを生成し得る。記載の技法によれば、補足データ304は、ユーザのコンテキストとCGMデバイスデータ214(例えば、グルコース測定値118)との対応を識別することができるように、ユーザのコンテキストの1つ以上の態様を記載し得る。例として、補足データ304は、コンピューティングデバイス108とのユーザの対話を記載し得、例えば、特定のアプリケーションの対話(例えば、行われた選択、実行された動作)を記載するアプリケーションログから抽出されたデータを含み得る。補足データ304はまた、コンピューティングデバイス108の入力/出力インターフェースに関連して実行されたクリック、タップ、及びプレスを記載するクリックストリームデータを含み得る。別の例として、補足データ304は、ユーザが見ている場所を記載する注視データ(例えば、コンピューティングデバイス108に関連付けられたディスプレイデバイスに関して、又はユーザがデバイスから目をそらしているとき)、ユーザ又は他のユーザの可聴コマンド及び他の話されたフレーズを記載する音声データ(例えば、ユーザを受動的に聞くことを含む)、デバイスを記載するデバイスデータ(例えば、製造、モデル、オペレーティングシステム及びバージョン、カメラタイプ、コンピューティングデバイス108が実行しているアプリ)などを含み得る。
補足データ304はまた、ユーザのコンテキストの他の態様、例えば、ユーザの場所、(例えば、屋外で、温度感知機能性を使用してユーザに近接する)その場所における温度、その場所における天気、ユーザの高度、気圧、IoT114(例えば、ユーザが食べている食品、ユーザがスポーツ用品を使用している方式、ユーザが着用している服)を介してユーザに関連して取得されたコンテキスト情報などの環境態様などを記載し得る。補足データ304はまた、例えば、歩数、心拍数、発汗、ユーザの温度(例えば、コンピューティングデバイス108によって検出される)などを含む、ユーザに関して検出された健康関連の態様を記載し得る。コンピューティングデバイス108が、CGMシステム104と同じ態様のいくつかを検出するか、又はそうでなければ測定するための機能性を含み得る限り、これらの2つのソースからのデータは、精度、障害検出などのために比較され得る。上記に記載したタイプの補足データ304は例にすぎず、補足データ304は、本明細書に記載の技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、より多くの、より少ない、又は異なるタイプのデータを含み得る。
補足データ304が、ユーザのコンテキストをどれほど確実に記載するかに関係なく、コンピューティングデバイス108は、様々な間隔で処理するために、CGMパッケージ302(例えば、CGMデバイスデータ214及び補足データ304を含む)をCGMプラットフォーム112に通信し得る。1つ以上の実装態様では、コンピューティングデバイス108は、(例えば、CGMシステム104が、CGMデバイスデータ214をコンピューティングデバイス108に連続的に提供するため)実質的にリアルタイムでCGMパッケージ302をCGMプラットフォーム112にストリーミングし得る。コンピューティングデバイス108は、代替的又は追加的に、CGMパッケージ302のうちの1つ以上を、所定の間隔(例えば、毎秒、30秒ごと、毎時など)で、CGMプラットフォーム112に通信し得る。
図示の例300には描写されていないが、CGMプラットフォーム112は、CGMパッケージ302を処理し、CGMデバイスデータ214及び補足データ304のうちの少なくともいくつかを、記憶デバイス120に記憶し得る。更に以下で詳細に記載するように、記憶デバイス120から、このデータは、データ分析プラットフォーム122に提供されるか、又はそうでなければアクセスされ得、それによって、データ分析プラットフォームが、今後のイベントの予測とともに、グルコース測定値予測を生成することを可能にする。
1つ以上の実装態様では、データ分析プラットフォーム122は、今後のグルコースレベル及び今後のイベントの予測の生成に関連して使用するために、サードパーティ306(例えば、サードパーティサービスプロバイダ)からデータを取り込むように構成されている。例として、サードパーティ306は、サードパーティ306が、製造及び/又は展開するデバイス(例えば、運動器具、ウェアラブルデバイスなど)を介するなどして、独自の追加データを生成し得る。図示の例300は、サードパーティ306からデータ分析プラットフォーム122に通信されることが示され、サードパーティ306によって生成されるか、又はそうでなければサードパーティから通信される追加データを表すサードパーティデータ308を含む。
前述のように、サードパーティ306は、関連付けられたデバイスを製造及び/又は展開し得る。追加的又は代替的に、サードパーティ306は、対応するアプリケーションなどの他のソースを介してデータを取得し得る。したがって、このデータは、対応するサードパーティアプリケーション(例えば、ソーシャルネットワーキングアプリケーション、ライフスタイルアプリケーションなど)を介して入力されたユーザ入力データを含み得る。これを考えると、サードパーティ306によって生成されたデータは、専用データ構造、テキストファイル、ユーザのモバイルデバイスを介して取得された画像、公開フィールド又はダイアログボックスに入力されたテキストを示すフォーマット、オプション選択を示すフォーマット、それらの組み合わせなどを含む様々な方法で構成され得る。
サードパーティデータ308は、記載された技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、サードパーティによって提供される1つ以上のサービスに関連する様々な態様を記載し得る。サードパーティデータ308は、例えば、サードパーティ306によって提供される特定のアプリケーションとのユーザによる使用又は対話を記載するアプリケーション対話データを含み得る。一般に、アプリケーション対話データは、データ分析プラットフォーム122が、ユーザ母集団110のユーザによる特定のアプリケーションの使用又は使用量を決定することを可能にする。このようなデータは、例えば、特定のアプリケーションとのユーザの対話を記載するアプリケーションログから抽出されたデータ、アプリケーションの入力/出力インターフェースに関連して実行されるクリック、タップ、及びプレスを記載するクリックストリームデータなどを含み得る。したがって、1つ以上の実装態様では、データ分析プラットフォーム122は、サードパーティ306によって生成されたか、又はそうでなければ取得されたサードパーティデータ308を受信するように構成されている。
データ分析プラットフォーム122は、予測システム310を含んで図示されている。記載のシステムに従って、予測システム310は、グルコース測定値118に基づいて、予測312を生成するように構成されている。具体的には、予測システム310は、前の時間間隔中に取得されたグルコース測定値118、及び様々な予測312に関連付けられた信頼性レベルに基づいて、将来の時間間隔にわたって、今後のグルコース測定値及び今後のイベントの予測312を生成するように構成されている。例えば、予測システム310は、前の時間間隔中に取得されたグルコース測定値118、履歴ユーザ情報、及びそれらの組み合わせに基づいて、ある時間間隔にわたって、今後のイベントの発生(又はその欠如)を予測するように構成されている。以下で更に詳細に記載するように、予測312は、時系列グルコース測定値(例えば、グルコーストレース)を形成するために、タイムスタンプに従って順序付けられたグルコース測定値118に基づき得る。1つ以上の実装態様では、例えば、予測312を生成するために予測システム310によって使用される追加データは、CGMデバイスデータ214、補足データ304、サードパーティデータ308、IoT114からのデータ、これらの組み合わせなどのうちの1つ以上の部分を含み得る。以下に記載するように、予測システム310は、積み重ねられた構成で配置された複数の機械学習モデルを使用することによって、そのような予測312を生成し得る。これらのモデルは、グルコース測定値118及びユーザ母集団110から取得された追加データを使用して訓練されるか、又はそうでなければ構築され得る。
生成された予測312に基づいて、データ分析プラットフォーム122はまた、通知314を生成し得る。例えば、通知314は、ユーザが食事を取り、食事を取ること(例えば、特定の食べ物又は飲み物を取ること)に応答して、グルコースレベルの変化を受ける可能性が高いように、今後のイベント予測についてユーザに警告し得る。代替的又は追加的に、通知314は、ユーザが、インスリンを投与し、ストレス、運動、睡眠などを受けることが予期されることをユーザに通知し得、各イベントは、グルコースレベルで表される異なる予期される応答に関連付けられ得る。通知314はまた、ユーザに、行動を実行する(例えば、特定の食品又は飲料を消費する、コンピューティングデバイス108にアプリケーションをダウンロードし、すぐに病院に駆け付け、インスリン投与量を減らす、運動挙動を修正する)、挙動を継続する(例えば、特定の方法で食事を摂取し続ける、又は特定の方法で運動し続ける)、挙動を変える(例えば、食習慣又は運動習慣を変える、基礎又はボーラスインスリン投与量を変更する)、それらの組み合わせなどを行うように推奨することなどによって、問題のあるグルコースレベルに関連付けられた健康への有害な影響を軽減する方法を決定するための支援を提供し得る。
そのようなシナリオでは、予測312及び/又は通知314は、データ分析プラットフォーム122から通信され、コンピューティングデバイス108を介して出力される。図示の例300では、予測312及び通知314は、コンピューティングデバイス108に通信されるものとして更に図示されている。追加的又は代替的に、予測312及び/又は通知314は、予測312及び/又は通知314がコンピューティングデバイス108に送達される前に、意思決定支援プラットフォーム及び/又は検証プラットフォームにルーティングされ得る。予測312を生成する状況において、図4の以下の説明を検討する。
図4は、積み重ねられた構成で配置された複数の機械学習モデルを使用して、今後の時間間隔に対するグルコース測定値、及びイベントが、今後の時間間隔中に発生するかどうかを予測するための、図3の予測システム310の例示的な実装態様400をより詳細に描写する。
図示の例400では、予測システム310は、グルコース測定値118(例えば、ストレージ120からの)、タイムスタンプ402、及び追加データ404を受信するように構成されている。1つ以上の実装態様によれば、グルコース測定値118及び追加データ404は、ヒト102に対応し得る。グルコース測定値118の各々は、タイムスタンプ402のうちの1つに対応する。このようにして、各個々のグルコース測定値118に、対応するタイムスタンプ402が存在するように、グルコース測定値118とタイムスタンプ402との間に1対1の関係があり得る。1つ以上の実装態様では、CGMデバイスデータ214は、グルコース測定値118及び対応するタイムスタンプ402を含み得る。したがって、対応するタイムスタンプ402は、(例えば、グルコース測定値118を生成することに関連して)CGMシステム104レベルでグルコース測定値118に関連付けられ得る。タイムスタンプ402がグルコース測定値118とどのように関連付けられているか、又はどのデバイスがタイムスタンプ402をグルコース測定値118に関連付けているかに関係なく、グルコース測定値118の各々は、対応するタイムスタンプ402を有する。
この例400では、予測システム310は、シーケンスマネージャ406及び予測マネージャ408を含むものとして描写され、予測マネージャ408は、グルコース測定値118、タイムスタンプ402、及び追加データ404のうちの1つ以上に基づいて、予測312を生成するように構成されている。予測システム310は、順序付けマネージャ406及び予測マネージャ408のみを含むように描写されているが、予測システム310は、予測312を生成するための、より多くの、より少ない、及び/又は異なる構成要素を有し得、その例は、以下で更に詳細に説明される。
順序付けマネージャ406は、グルコース測定値118及びタイムスタンプ402に基づいて、時系列グルコース測定値410(例えば、時系列データ)を生成するための、予測システム310の機能を表す。グルコース測定値118は、一般に(例えば、グルコース測定値118が生成されると、CGMシステム104及び/又はコンピューティングデバイス108からCGMプラットフォーム112によって)順次受信され得るが、場合によっては、グルコース測定値118のうちの1つ以上は、グルコース測定値118が生成されるのと同じ順序で受信されない場合がある(例えば、グルコース測定値118を有するパケットは、順不同で送信又は受信される場合がある)。したがって、受信の順序は、グルコース測定値118がCGMシステム104によって生成される順序と時系列的に一致しない場合がある。代替的又は追加的に、グルコース測定値118のうちの1つ以上を含む通信が破損する可能性がある。このように、予測システム310によって取得されたグルコース測定値118が完全に時間順にならない様々な理由があり得る。
時系列グルコース測定値410を生成するために、順序付けマネージャ406は、それぞれのタイムスタンプ402に従って、グルコース測定値118の時間順シーケンスを決定する。順序付けマネージャ406は、グルコース測定値118の時間順シーケンスを時系列グルコース測定値410として出力する。時系列グルコース測定値410は、個別に構成され得、又はそうでなければ「グルコーストレース」と称され得る。
本明細書に記載の技法に従って、順序付けマネージャ406は、特定の時間間隔に対する時系列グルコース測定値410を生成する。1つ以上の実装態様では、時系列グルコース測定値410は、前日に対応するある時間間隔に対応し、機械予測マネージャ408によって利用されて、現在又は今後の日に、1つ以上のイベントが発生するかどうかを予測するだけでなく、現在又は今後の日にわたるグルコース測定値を予測する。したがって、予測を生成するために、グルコース測定値から特徴を抽出する従来のシステムとは異なり、時系列グルコース測定値410は、任意の好適な範囲の以前の期間(例えば、過去1日以上前、過去12時間、過去6時間、過去1時間、過去30分など)にわたる、特定のヒト102に対する推定されるグルコース値の全体のセットに対応する。特に、時系列グルコース測定値410が対応する時間間隔の持続時間及びタイミングは、本明細書に記載の技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、様々な要因に基づいて変化し得る。例えば、場合によっては、(例えば、ヒト102の睡眠スケジュールに対応するように、1つの時間間隔を使用して、ヒト102の活動的な(すなわち、覚醒)スケジュールに対応するように、別の時間間隔を使用して)ヒト102の活動スケジュールに対応するように時間間隔をカスタマイズし得る。このようにして、順序付けマネージャ406は、複数日(例えば、過去7日間)に及び得る、複数日のうちの特定の時間(例えば、過去14日間の、午前5時~午後10時)に及び得る任意の好適な時間間隔に対する時系列グルコース測定値410を生成するように構成されている。
グルコース測定値及び/又はユーザ挙動情報が入力として提供されると、予測マネージャ408は、予測312を生成するように構成されている。1つ以上の実装態様によれば、予測マネージャ408は、グルコース測定値118の入力(例えば、時系列グルコース測定値410のフォーマットの)を追加データ404で補うことによって、予測312を生成するように更に構成されている。追加データ404は、ヒト102の将来のグルコースレベルに影響を与え得る様々な側面を記載するために使用可能な情報を表す。追加データ404は、(例えば、追加データ404に関連付けられたタイムスタンプに基づいて)グルコース測定値118と時間的に関連付け得る。そのような追加データ404は、限定ではなく例として、アプリケーション使用データ(例えば、表示されるユーザインターフェース及びユーザインターフェースを介したアプリケーションとのユーザ対話を記載するクリックストリームデータ)、モバイルデバイス又はスマートウォッチの加速度計データ(例えば、ヒトがデバイスのユーザインターフェースを表示したため、予測されたイベントに関連する警告又は情報を見た可能性が高いことを示す)、ユーザの現在又は計画されている活動に関する入力を要求する通知プロンプトへの明示的なフィードバック、投与されたインスリンを記載するデータ(例えば、タイミング及びインスリン用量)、摂取された食物を記載するデータ(例えば、食物摂取のタイミング、食物のタイプ、及び/又は摂取された炭水化物の量)、様々なセンサからの活動データ(例えば、歩数データ、実行されたワークアウト、又はユーザの活動又は運動を表す他のデータ)、ストレスに対するグルコースレベルの応答、それらの組み合わせなどを含み得る。
このように、追加データ404は、将来のグルコース測定値予測に影響を与え得る実際の履歴イベントの発生を記載する情報を含み得る。例えば、追加データ404が、ヒト102が木曜日の午後4時に運動したことを特定する情報を含む例示的なシナリオでは、追加データ404は、次の土曜日の午後12時~午後1時に及ぶ時間間隔などある将来の時間間隔に関する予測を生成するための基礎として使用され得る。運動後の何時間にもわたって(例えば、48時間以上)インスリンに対するヒト102の感受性に影響を与える筋肉の変化が起こるため、ヒト102が以前に運動した時期を確認する情報は、将来のインスリン投与イベントに関する正確な予測312を生成する上で重要である。したがって、運動イベントの発生を確認する追加データ404を考慮することにより、その後生成される予測312を使用して、潜在的な健康結果(例えば、遅発性運動後低血糖)を軽減する方法で、投与される正確な用量及び/又はタイプのインスリンを推奨することができる。
人の将来のグルコースレベルを示し得る側面の更なる例は、ヒト102の体温、環境温度、気圧、及び様々な健康状態(例えば、妊娠、病気など)の存在又は不在を含み得る。更に、人の将来のグルコースレベルを示し得る側面には、ほんの数例を挙げると、運動の側面(例えば、運動の頻度、持続時間、強度など)、睡眠(例えば、持続時間、質など)、ストレス(例えば、血圧、心拍数など)が含まれ得る。このように、追加データ404は、図3を参照して上で記載した補足データ304及び/又はサードパーティデータ308を含み得る。いくつかの実装態様では、追加データ404は、予測312を生成する際に、予測マネージャ408によって実装される1つ以上の機械学習モデルによって出力される情報を表し得る。
予測312を生成するために、予測マネージャは、図5に関して以下で更に詳細に図示され、説明されるように、機械学習モデル412のうちの1つからの出力を、機械学習モデル412のうちの他の機械学習モデルへの入力として提供することができるように、互いに対して積み重ねられた構成で配置された複数の機械学習モデル412を活用する。3つの異なる機械学習モデル412(1)、412(2)、及び412(n)だけを含むように図示されているが、予測マネージャ408は、任意の数のn個の異なる機械学習モデル412を実装するように構成されており、nは、2以上の整数を表す。各機械学習モデル412は、入力データを処理し、入力データ内のパターンを認識し、認識されたパターンに基づいて予測された出力を生成するように訓練された機械学習モデルを表す。機械学習モデル412のうちの異なるものは、異なるタスク又は目的に従って訓練された機械学習モデルを表し得る。例えば、機械学習モデル412(1)は、追加データ404、グルコース測定値118、又は予測マネージャ408によって実装される1つ以上の他の機械学習モデル412からの出力のうちの1つ以上が提供される場合、ヒト102に対するグルコース測定値予測目標で訓練され得る。機械学習モデル412(2)及び412(n)などの、機械学習モデルのうちの他のものは、インスリン投与イベント、運動イベント、食事イベント、睡眠又は他の回復イベント、ストレスイベントなどのうちの1つを個別に予測するなど、異なるイベント予測目的で訓練され得る。
複数の機械学習モデル412の各々は、ヒト102に特有である情報で訓練されることに加えて、ユーザ母集団の履歴追加データを使用して更に訓練され得る。このように、機械学習モデル412の各々によって生成される予測に関連付けられた精度及び信頼性は、グルコース測定値118、追加データ404、及び積み重ねられた構成の他の機械学習モデル412によって生成される予測を利用して、機械学習モデル412が訓練された予測を生成することによって、増加する。
1つ以上の実装態様では、予測マネージャ408によって入力として受信された追加データ404は、CGMプラットフォーム112のアプリケーションに関連付けられる。例えば、CGMプラットフォーム112のアプリケーションは、ユーザのコンピューティングデバイス(例えば、スマートフォン又はスマートウォッチ)で実行されて、グルコース測定値118をユーザに表示し得る(例えば、CGMプラットフォームのアプリケーションのユーザインターフェースにおいて)。このように、追加データ404は、CGMアプリケーションの異なる制御の画面ビュー又はユーザ選択に対応し得る。このようなアプリケーション使用データは、予測マネージャ408が、予測312の一部として含まれるイベント予測414が正確であるかどうか(例えば、イベント予測414によって示されるイベントが近づいているか、積極的に進行中であるか、又は正しくないかどうか)に関するフィードバックをユーザから受信することを可能にする。このフィードバックは、イベント予測414に関連付けられた信頼性レベルを割り当てるために使用し得、予測システム310によって更に使用されて、機械学習モデル412のうちの1つによって出力された予測情報を、積み重ねられた構成で配置された1つ以上の他の機械学習モデルに選択的に提供し得る。したがって、予測マネージャ408の個々の機械学習モデル412は、ヒト102に関連する様々なイベント応答(例えば、グルコースレベルの変化)に関連付けられたパターンを学習し、それに応じてそれぞれの予測を調整することができる。
一般に、予測マネージャ408によって出力されるイベント予測414は、グルコース測定値予測416が、生成される、ある時間間隔(例えば、時系列グルコース測定値410によって定義されるある時間間隔に続くある時間間隔)で、人に対する特定のタイプのイベントが発生するかどうかの予測を表す。グルコース測定値予測416は、予測マネージャ408の積み重ねられた機械学習モデル412のうちの1つによって生成された、出力された予測を表し得、1つ以上の訓練アプローチに基づいて、かつ履歴グルコース測定値118、追加データ404、又は積み重ねられた機械学習モデル412のうちの他のモデルによって生成された、出力された予測のうちの1つ以上を使用して、このモデルは次に訓練され得るか、又は基礎となるモデルが学習され得る。
機械学習モデル412のうちの1つによって出力されるグルコース測定値予測416は、他の機械学習モデル412のうちの1つ以上への入力として提供されて、イベント予測414を生成し得る。例えば、イベント予測412を生成するように訓練された機械学習モデル412は、ヒト102の運動への応答、食事を摂取することへの応答、ストレスへの応答、インスリン投与への応答、睡眠への応答、それらの組み合わせなどに関連付けられた、グルコースレベル変化に対応する、グルコースレベルのパターンなど、ヒト102に対する履歴情報に相関するグルコース測定値予測416のパターンを識別するように構成され得る。予測マネージャ408によって実装される機械学習モデル412の積み重ねられた構成を活用することによって、イベント予測414及びグルコース測定値予測416は各々、様々な機械学習モデル412を訓練し、予測312を生成する際に、予測システム310に提供される追加データ404を表し得る。機械学習モデル412の個々のモデルの訓練については、図12に関して以下で更に詳細に説明する。
予測マネージャ408によって積み重ねられた構成で実装される各機械学習モデル412は、記載された技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、様々な異なる方法で実装され得る。各機械学習モデル412は、例えば、ある時間間隔にわたって収集された観察されたグルコースレベルのラベル付けされたストリームを入力として受信し、予期される出力を生成し得る。推定されたグルコース値のストリームは、特定のイベントの開始及び終了を定義するタイムスタンプ、並びに、特定のイベントに先行する、特定のイベントの間、及び特定のイベントの後のグルコースレベル及びその変化とともに、特定のイベントが特定の時間間隔中に発生したかどうかを示すためにラベル付けされる。このように、各機械学習モデルは、単一のモデル、又は複数のモデルを含むモデルの集合体として構成され得る。例示的な機械学習モデルには、ほんの数例を挙げると、例えば、ニューラルネットワーク(例えば、長短期記憶(LSTM)などのリカレントニューラルネットワーク)、状態機械、マルコフ連鎖、モンテカルロ法、及び粒子フィルタなどが含まれ得る。したがって、機械学習モデル412の積み重ねは、グルコース測定値予測及びそれに関連付けられたイベントを生成するために、観察されたグルコース値、及び観察されたグルコース値に対する様々な影響を記載するコンテキストデータの入力ストリームを分類するように構成されている。
例えば、1つ以上の実装態様に従って、イベント予測又はグルコース測定値予測のうちの1つ以上を生成するための、予測マネージャによって実装され得る、積み重ねられた構成で配置された複数の機械学習モデルの例示的な実装態様500を描写する、図5を検討する。図示の例500では、予測マネージャ408は、図4に関して図示及び紹介されたように、機械学習モデル412(1)、412(2)、及び412(n)を含む。図示の例500では、機械学習モデル412(1)は、グルコース測定値118又は追加データ404のうちの1つ以上が入力として提供されると、グルコース測定値予測416を出力するように構成された、グルコース予測モデル502として構成されている。機械学習モデル412(2)は、グルコース測定値118又は追加データ404のうちの1つ以上が入力として提供されると、イベント予測414(1)(例えば、今後の運動イベント)を出力するように構成された、運動予測モデル504として構成されている。機械学習モデル412(n)は、グルコース測定値118又は追加データ404のうちの1つ以上が入力として提供されると、イベント予測414(2)(例えば、今後のインスリン投与イベント)を出力するように構成された、インスリン投与モデル506として構成されている。3つの異なる機械学習モデルを実装するものとしてのみ図示されているが、モデル412(2)及び412(n)、並びにそれらの対応する予測414(1)及び414(2)を分離する楕円によって示されるように、予測マネージャ408は、任意の数の複数の機械学習モデルを実装して予測312を生成するように構成されている。また、積み重ねが3つのモデルを含む場合、積み重ねの3つのモデルは、以下に図示され、考察されるものとは異なるモデルの組み合わせであり得る。
いずれの場合でも、機械学習モデル412(1)、412(2)、及び412(n)によって生成された各出力は、出力された予測の信頼性に更に関連付けられ得る。機械学習モデル412によって生成された予測された出力が、イベント予測414に対応する場合、イベント予測414は、イベント予測に関連付けられた信頼性値、及び特定のイベントの前、最中、及び後に、ヒト102に対する予期されるグルコースレベルの変化など、特定のイベントに関連付けられた予期される応答の両方を指定し得る。例えば、グルコース測定値予測416は、グルコース測定値予測416が、特定のユーザに対する将来の実際のグルコース測定値(例えば、ヒト102に対する将来のグルコース測定値118)と一致する可能性を示す、スコア又は値を表す、関連付けられた信頼性508を有するように描写されている。同様に、イベント予測414(1)及び414(2)はそれぞれ、グルコース測定値予測416が生成される時間ステップ中に対応するイベントが発生するかどうかを示す、関連する信頼性値512及び516を有するものとして出力される。
出力された予測に関連付けられた信頼性値は、0及び1を含む0~1の値として表され得、0は、出力された予測が不正確であることを示し、1は、予測が正確であることを示す。信頼性値512及び516を指定することに加えて、機械学習モデル412(2)及び412(n)は、イベント予測414(1)及び414(2)にそれぞれ関連付けられた予期される応答510及び514を記載するように構成され得る。各予期される応答510及び514は、対応するイベントに関連付けられた応答(例えば、グルコースレベルの変化)を記載するために使用可能な情報を含む。
例えば、図示の例500では、応答510は、運動活動の結果として生じる予期されるグルコースレベルの低下を示し得る。同様に、応答514は、インスリン投与イベントの結果として生じる予期されるグルコースレベルの上昇を示し得る。応答510及び514は、ユーザ母集団110などのユーザ母集団の様々な異なるユーザに関する集約された情報に基づき得、ヒト102などの特定のユーザに合わせて調整し得、又はそれらの組み合わせであり得る。このように、応答510及び514は、1つ以上の特定のイベントの発生又はその欠如を説明する、ヒト102に対して生成されたグルコース測定値予測416に対する予期される影響を記載する特定の値を含み得る。
応答510及び514は、将来のグルコース測定値に対するそれぞれのイベント効果に関連付けられた予期されるタイミングを更に指定し得る。例えば、応答510は、ヒト102のグルコースレベルが、運動活動が開始されてから10分後に最初のレベルまで低下し始め、運動活動の完了後11時間の間、最初のレベル付近(例えば、5%の差以内)にとどまることを指定する情報を含み得る。この例を続けると、応答514は、ヒト102のグルコースレベルが、インスリン投与イベントの発生から5分後に第1の速度で低下し始め、インスリン投与イベントの完了の約2時間後に、グルコースレベルが第2のレベルに達することを指定する情報を含み得る。応答514は、グルコースレベルが、インスリン投与イベントの約4時間後まで第2のレベルに留まる可能性が高いことを更に指定し得、その時点において、グルコースレベルは、インスリン投与イベントの完了から約5時間~8時間後に第3のレベルに達するまで、第2の速度で増加する可能性がある。したがって、イベント予測414に関連付けられた応答(例えば、応答510及び514)は、個人のグルコースレベルが、対応するイベントによって、いつ及びどのように影響を受けると予期されるかを記載する任意の範囲の情報を表す。
イベント予測414の関連付けられた応答が、様々な機械学習モデル412によって出力されるグルコース測定値予測416及び他のイベント予測414に影響を与え得ること、及びグルコース測定値予測416が、イベント予測414に影響を与え得ることを認識し、予測マネージャは、機械学習モデル412のうちの1つ以上の出力を、機械学習モデル412のうちの異なるモデルに(例えば、追加データ404として)選択的に提供するように構成されている。予測マネージャ408によって実装される1つの機械学習モデル412の出力を他の機械学習モデル412に提供するこの能力は、それらの積み重ねられた構成によって可能になり、図5の図示される例において破線の矢印として図示されるフィードバックループ518によって表される。
1つ以上の実装態様によれば、予測マネージャ408は、様々な機械学習モデル412(1)、412(2)、及び412(n)のどの出力が、機械学習モデルへの入力として提供されるかを選択的にフィルタリングする。この選択的フィルタリングは、機械学習モデル412のうちの1つ以上の出力された精度に悪影響を与えることを回避するために、特定の出力に関連付けられた信頼性レベル(例えば、信頼性レベル508、512、又は516)に少なくとも部分的に基づき得る。例えば、予測マネージャ408は、対応する出力された予測が、起こる可能性が高い場合にのみ(例えば、90%以上の信頼性などの信頼性閾値を満たす関連付けられた信頼性508、512、又は516を有する)、機械学習モデル412への入力として、グルコース測定値416又はイベント予測414(1)及び414(2)のうちの1つ以上を提供し得る。代替的又は追加的に、信頼性508、512、516を使用して、下流のモデルへの入力時に、グルコース測定値予測416又はイベント予測414(1)及び414(2)の影響を重み付けし得る。特定の時間ステップに対して選択的な出力された予測を提供するか、又は(信頼性に従って)精度の低い予測への依存を減らすことによって、予測マネージャ408は、積み重ねられた機械学習モデル412のうちの1つ以上に対する、出力された予測の精度を改善するように構成されている。
例えば、グルコース予測モデル502が、高い信頼性508(例えば、95%の信頼性)を有するグルコース測定値予測416を生成する例示的なシナリオを検討する。信頼性508が信頼性閾値(例えば、90%の信頼性)を満たすと決定することに応答して、予測マネージャ408は、運動予測モデル504及びインスリン投与予測モデル506に、特定の時間ステップに対するグルコース測定値予測416を提供するように構成されている。グルコース測定値予測416を入力として使用して、運動予測モデル504は、グルコース測定値予測416が、ユーザが時間ステップ中に運動する可能性が高いことを示すイベントプロファイル(例えば、グルコース測定値のパターン)に対応することを認識し、ユーザが時間ステップ中に運動イベントを受けることを示すイベント予測414(1)を出力し得る。したがって、応答510は、運動イベントから生じると予想されるグルコースレベルの予期される変化、又は他のタイプの応答を示し得る。
信頼性512は、グルコース測定値予測416が生成された時間ステップ中に、運動イベントが発生する確実性の程度を表し、1つ以上の追加要因とともにグルコース測定値予測416によって影響を受け得る。例えば、運動予測モデル504への入力として提供される追加データ404は、特定のユーザが、平日の午後4時~午後5時に運動することを示し、グルコース測定値予測416が生成される時間ステップが、水曜日の午後4時に始まることを示し得る。更に、運動予測モデル504は、グルコース測定値予測416の1つ以上の値が、特定のユーザの運動イベントプロファイルのグルコースレベルと相関することを識別し得る。この例示的な情報に基づいて、信頼性512は、特定のユーザが、グルコース測定値予測416が生成された時間ステップ中に運動している可能性が高い(例えば、96%の可能性がある)ことを示し得る。
次に、運動イベント予測414(1)に対する信頼性512が、信頼性閾値を満たすと決定することに応答して、応答510は、積み重ねられた機械学習モデル412のうちの1つ以上へのフィードバックとして、それぞれの予測416、414(1)、及び414(2)を生成する際に使用するために提供され得る。例えば、応答510は、ワークアウト後の特定のユーザのグルコースレベルを記載する履歴情報を活用し得る、後続のグルコース測定値予測416を生成するために、グルコース予測モデル502への入力として提供され得る。同様に、応答510は、インスリン投与予測モデル506によって活用されて、特定のユーザが、運動中にインスリンを投与する可能性が低いことを識別し、それによって、そうしないと、ユーザが、イベント予測414(2)が生成される時間ステップ中に運動している可能性が高いことを知らずに生じる可能性がある、インスリン投与イベント予測に対する信頼性516を軽減し得る。
機械学習モデルの例示的な積み重ねられた構成を検討してきたが、ここで、本明細書に記載する技法に従って、予測マネージャ408によって実装される積み重ねられた機械学習モデルのパイプラインに提供される特定の入力、及びパイプラインによって生成される出力の例示的な実装態様を検討する。
図6は、イベント予測又はグルコース測定値予測のうちの少なくとも1つを生成するための、予測マネージャ408によって実装され得る、積み重ねられた構成で配置された複数の機械学習モデル412(1)~412(n)の例示的な実装態様600を描写する。図示の例600では、予測マネージャ408は、機械学習モデル412(1)、412(2)、412(3)、及び412(n)を含み、これらは、図4に関して上で紹介され説明されている、予測マネージャ408によって実装され得る様々な機械学習モデルを表す。具体的には、図示の例600では、機械学習モデル412(1)は、グルコース予測モデル602として構成されており、機械学習モデル412(2)は、食事予測モデル604として構成されており、機械学習モデル412(3)は、インスリン投与予測モデル606として構成されており、機械学習モデル412(n)は、グルコース予測モデル608として構成されている。
グルコース予測モデル602は、グルコース測定値118に基づくなど、1つ以上の入力に基づいて、グルコース測定値予測610を生成及び出力する予測マネージャ408の機能性を表す。代替的又は追加的に、実施例600には図示されていないが、グルコース予測モデル602は、追加データ404に基づくなど、グルコース測定値118以外の入力データに基づいて、グルコース測定値予測610を生成するように構成され得る。したがって、グルコース測定値予測610は、図4に関して紹介されたグルコース測定値416のインスタンスを表し、グルコース測定値予測610が、グルコース予測モデル602によって生成され得る特定の方法は、図8に関して以下で更に詳細に説明される。
積み重ねられた構成で構成されるため、グルコース予測モデル602によって出力されるグルコース測定値予測610は、それぞれの出力を生成する際に使用するために、食事予測モデル604への入力として提供され得る。グルコース測定値予測610を入力として受信することに加えて、食事予測モデル604は、例600においてユーザ挙動情報612として図示される追加情報404を受信するように更に構成されている。したがって、ユーザ挙動情報612は、食事予測モデル604が訓練されて、その出力された食事イベント予測614を生成する際に処理する情報の任意の好適なタイプ及び/又はフォーマットを表し、食事イベント予測614は、イベント予測414のインスタンスを表す。
例えば、ユーザ挙動情報612は、予測312が生成される特定のユーザの履歴食事スケジュールを特定し得る(例えば、ヒト102が通常、平日は午前11時30分、週末は午後1時に昼食を摂取することを指定する情報、1日の様々な時間におけるヒト102に対する平均カロリー摂取値を特定する情報など)。代替的又は追加的に、ユーザ挙動情報612は、食事予測モデル604によって識別可能なパターンに相関する特定のユーザに対する位置情報を指定して、特定のユーザが、今後の時間間隔中に食事をする可能性が高いこと(例えば、ヒト102が、現在レストランにいることを示す情報、ヒト102が、食料品店から出発したことを示す情報など)を示し得る。代替的又は追加的に、ユーザ挙動情報612は、1つ以上のサードパーティアプリケーションに関連付けられたデータ(例えば、ヒト102のソーシャルメディアアカウントにアップロードされた食事の画像、食品配達サービスによる注文の発注、カレンダーに保存されたレストラン予約情報など)を含み得る。このように、ユーザ挙動情報612は、上記の例に限定されるものではなく、食事予測モデル604によって入力として処理されて、それぞれのイベント予測414(例えば、食事イベント予測614)を生成し得る任意の好適なタイプ及び/又はフォーマットの情報を表す。
グルコース測定値予測610及び/又はユーザ挙動情報612は、予測マネージャ408によって生成された多特徴ベクトルを介した入力など、任意の好適な方法での食事予測モデル604による入力として受信され得、少なくとも1つのベクトル特徴は、グルコース測定値予測610を表し、少なくとも1つのベクトル特徴は、ユーザ挙動情報612を表す。実装態様では、グルコース測定値予測610又はユーザ挙動情報612のうちの1つ以上は、食事予測モデル604が訓練されたデータタイプ/フォーマットとは異なるデータタイプ/フォーマットとして、予測マネージャ408によって受信され得る。そのような実装態様では、予測マネージャ408は、食事予測モデル604が、信頼できる出力を生成するように訓練されたデータタイプ/フォーマットにデータを構成するなど、食事予測モデル604への入力として提供されるデータを処理するように更に構成されている。このように、食事予測モデル604は、グルコース測定値予測610及びユーザ挙動情報612の両方を活用して、ユーザが、食事イベントを経験する可能性があるかどうか(例えば、ユーザが、今後の時間間隔中、食事をする可能性があるかどうか、食事に関連付けられた予想されるカロリー摂取量、食事イベントに関連付けられた予期されるグルコースレベル応答、それらの組み合わせなど)に関する、情報に基づいた予測を行うように構成されている。
食事イベント予測614及びその関連付けられた情報(例えば、信頼性スコア、予期されるグルコースレベル応答など)は、その後、それぞれの出力を生成する際に使用するために、インスリン投与予測モデル606への入力として提供され得る。食事イベント予測614を入力として受信することに加えて、インスリン投与予測モデル606は、追加データ404のインスタンスを表すユーザ挙動情報616を受信するように構成され得る。したがって、ユーザ挙動情報616は、インスリン投与予測モデル606が、訓練されて、イベント予測414のインスタンスを表すインスリン投与イベント予測618を生成及び出力する際に処理する、任意の好適なタイプ及び/又はフォーマットの情報を表す。
例えば、ユーザ挙動情報616は、予測312が生成される特定のユーザに対するインスリン投与スケジュールを記載し得る(例えば、ヒト102によって一般的に投与されるインスリンのタイプを特定する情報、ヒト102がインスリンを投与する、食事前の通常の時間を特定する情報など)。代替的又は追加的に、ユーザ挙動情報616は、インスリン送達システム106によって提供される情報(例えば、過去の期間にわたるインスリン投与イベントを記載する情報、インスリンの特定の用量を記載する情報など)を表し得る。代替的又は追加的に、ユーザ挙動情報616は、インスリンの特定の用量が、ヒト102のグルコースレベルにどのように影響するか(例えば、異なるインスリンタイプ及び/又は投与量に基づくグルコースレベル応答を記載する情報)を記載し得る。このように、ユーザ挙動情報616は、上記の例に限定されるものではなく、インスリン投与予測モデル606による入力として処理されて、それぞれのインスリン投与予測モデル606を生成し、インスリン投与イベント予測618を生成し得る任意の好適な情報を表す。
食事イベント予測614及びユーザ挙動情報616のうちの一方又は両方は、予測マネージャ408によって生成された多特徴ベクトルを介した入力など、任意の好適な方法でのインスリン投与予測モデル606による入力として受信され得、少なくとも1つのベクトル特徴は、食事イベント予測614を表し、少なくとも1つのベクトル特徴は、ユーザ挙動情報616を表す。実装態様では、食事イベント予測614又はユーザ挙動情報616のうちの1つ以上は、インスリン投与予測モデル606が、信頼できる出力を生成するように訓練されたデータタイプ/フォーマットとは異なるデータタイプ/フォーマットとして、予測マネージャ408によって受信され得る。そのような実装態様では、予測マネージャ408は、インスリン投与予測モデル606の適切なデータタイプ/フォーマットに情報を構成するなど、インスリン投与予測モデル606への入力として提供されるデータを処理するように更に構成されている。このように、インスリン投与予測モデル606は、他の機械学習モデルとの積み重ねられた構成での配置によって、グルコース測定値118、グルコース測定値予測610、ユーザ挙動情報612、食事イベント予測614、又はユーザ挙動情報616のうちの1つ以上に記載された情報を、インスリン投与イベントが次の時間間隔中に発生するかどうかを予測する際に活用するように構成されている。したがって、インスリン投与イベント予測618は、インスリン投与が発生するかどうか、インスリン投与に関連付けられた信頼性、インスリン投与に関連付けられた予期されるグルコース応答、それらの組み合わせなどに関する指標を表す。
次いで、インスリン投与モデル606によって出力されたインスリン投与イベント予測618は、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)を使用して予測312を生成する計算フローにおける最も遠い「下流」モデルを表す、グルコース予測モデル608への入力として提供することができる。図示の例600では、グルコース予測モデル608は、グルコース測定値予測416を含み得る予測312を生成するための予測マネージャ408の機能性を表す。このように、予測312によって指定されたグルコース測定値予測は、グルコース測定値118を超えたコンテキスト情報を考慮することによって(例えば、ユーザ挙動情報612、616、並びに食事及びインスリン投与予測614及び618によって指定される情報を考慮することによって)精度が向上したグルコース測定値予測610のインスタンスを表す。したがって、予測312は、将来の時間ステップ中に発生する1つ以上のイベントの可能性を考慮することによって、将来の時間ステップにわたる特定のユーザのグルコースレベルをより正確に反映するグルコース測定値416を表し得る。
予測マネージャ408の機能性は、最初にグルコース測定値を受信すること、グルコース測定値を使用して、グルコース測定値予測を生成すること、及びグルコース測定値予測を、積み重ねられた構成で配置された1つ以上の下流の機械学習モデルへの入力として使用することに関してこれまで説明されてきたが、本明細書に記載する技法はこれに限定されない。例えば、いくつかの実装態様では、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)への初期入力は、追加データ404として本明細書で表されるユーザ挙動情報など、グルコース測定値118によって明示的に記載されていない情報であり得る。いくつかの実装態様では、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)は、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)によって実行される動作の流れが、グルコース測定値予測を生成することで開始しないように、グルコース予測モデル602を除外し得る。例えば、図7に図示した例を検討する。
図7は、イベント予測又はグルコース測定値予測のうちの少なくとも1つを生成するための、予測マネージャ408によって実装され得る、積み重ねられた構成で配置された複数の機械学習モデル412(1)~412(n)の例示的な実装態様700を描写する。図示の例700では、予測マネージャ408は、機械学習モデル412(1)、412(2)、412(3)、及び412(n)を含み、これらは、図4に関して上で紹介され説明されている、予測マネージャ408によって実装され得る様々な機械学習モデルを表す。具体的には、図示の例700では、機械学習モデル412(1)は、運動予測モデル702として構成されており、機械学習モデル412(2)は、インスリン投与予測モデル704として構成されており、機械学習モデル412(3)は、食事予測モデル706として構成されており、機械学習モデル412(n)は、グルコース予測モデル708として構成されている。
運動予測モデル702は、追加データ404及び/又はグルコース測定値118のうちの1つ以上のインスタンスを表し得るモデル固有データ710を処理し、イベント予測414(1)を生成するための、予測マネージャ408の機能性を表す。図示の例700の状況において、イベント予測414(1)は、特定のユーザが、将来の時間間隔中に運動するかどうかの予測に対応し得、予測に関連付けられた信頼性レベルを指定する情報、運動への特定のユーザの予期される応答などを更に含み得る。
インスリン投与予測モデル704は、追加データ404及び/又はグルコース測定値118のうちの1つ以上のインスタンスを表し得るモデル固有データ712を処理し、イベント予測414(2)を生成する予測マネージャ408の機能を表す。例700の文脈では、イベント予測414(2)は、特定のユーザが、将来の時間間隔中にインスリンを投与するかどうか(及び場合によっては、インスリンが投与されるタイプ、量、及び時間)、インスリン投与予測に関連する信頼性レベルを指定するかどうか、インスリン投与に対する特定のユーザの予期されるグルコースレベル応答を指定するかどうか、などの予測に対応し得る。
食事予測モデル706は、グルコース測定値118及び/又は追加データ404の1つ以上のインスタンスを表し得るモデル固有データ714を処理し、イベント予測414(3)を生成するための、予測マネージャ408の機能性を表す。例700の状況では、イベント予測414(3)は、特定のユーザが、将来の時間間隔中に食事をするかどうか、食事イベント予測に関連付けられた信頼性レベルを指定するかどうか、食事することへの特定のユーザの予期されるグルコースレベル応答を指定するかどうか、などの予測に対応し得る。
このように、モデル固有データ710、712、及び714のインスタンスは、グルコース測定値118に明示的に反映され得ないユーザの挙動を記載する任意の情報を表す。したがって、モデル固有データ710、712、及び714の様々なインスタンスの特定の属性又は特性は、対応する機械学習モデル412(1)、412(2)、又は412(3)が、それぞれのイベント予測414(1)、414(2)、又は414(3)を生成するように訓練されるデータタイプ及び/又はデータフォーマットに依存する。
次いで、イベント予測414(1)、414(2)、又は414(3)のうちの1つ以上を、予測312を生成する際に使用するために、グルコース予測モデル708に提供し得る。イベント予測414(1)、414(2)、及び414(3)をグルコース予測モデル708への入力として提供するかどうかの決定は、イベント予想に関連付けられたそれぞれの信頼性スコア及びそれぞれの信頼性閾値に依存し得る。このように、グルコース予測モデル708には、情報が信頼できるとみなされる場合にのみ、積み重ねられた構成で配置された少なくとも1つの他の機械学習モデルによって出力された情報が提供される。予測312がグルコース測定値予測416を表す実装態様では、グルコース予測モデル708は、予測312が、グルコース測定値118を超えるコンテキスト情報を考慮せずに生成された予測と比較して、より正確なグルコース測定値予測を表すように、イベント予測414(1)、414(2)、又は414(3)のうちの1つ以上の入力を、グルコース測定値118で補足し得る。
代替的又は追加的に、予測312は、イベント予測414(1)を予測312に接続する矢印によって示されるように、運動予測モデル702、インスリン投与予測モデル704、又は食事予測モデル706によって出力されるイベント予測414(1)、414(2)、又は414(3)のうちの1つ以上などのイベント予測を表し得る。このように、予測312は、履歴グルコース測定値を超える情報を無視するか、又は追加データ404の考慮によって本明細書で表されるように、使用者の将来のグルコースレベルに影響を与え得るイベントの発生を説明できない従来のシステムとは対照的に、予測システム310によって使用可能な情報を表し、ユーザの健康及び幸福についてよりよく知らされる。
機械学習モデル412が、グルコース測定値118及び/又は追加データ404に基づいて予測を生成する方法のより詳細な例について、ここで図8を検討する。
図8は、図3の予測システムによって実装される積み重ねられた機械学習モデルのうちの1つが、グルコース測定値118に基づいて、グルコース測定値予測416を生成する、例示的な実装態様800を描写する。
図示の例800は、グルコース測定値118及びグルコース測定値予測416を含む。グルコース測定値118は、グルコース予測モデル502など、モデルマネージャ408によって実装される機械学習モデル412のうちの1つのステップへの入力として示され、グルコース測定値予測416は、ステップからの出力として描写される。グルコース予測モデル502の様々なステップは、502(1)~(5)として表され、これは、グルコース予測モデル502が、LSTMネットワークなどのリカレントニューラルネットワークとして構成されるシナリオを表し得る。LSTMネットワークとして構成される場合、機械学習モデルのステップ502(1)~(5)は、ネットワークの反復モジュールを表し得る。
図示の例800は、第1のグルコーストレース802、第2のグルコーストレース804、第3のグルコーストレース806、第(m-1)のグルコーストレース808、及び第mのグルコーストレース810を含む、グルコーストレース802~810を更に描写する。各グルコーストレース802~810は、それぞれのトレースによって表されるグルコース情報の視覚化を含み、機械学習モデル502の連続ステップが、グルコース測定値予測416が生成される今後の時間ステップの離散セグメントを予測するためにどのように使用されるかを表す。このように、グルコース測定値118は、ヒト102に対する観察されたグルコース測定値118など、観察されたグルコース測定値を表す複数の点を含む。グルコース測定値118又は時系列グルコース測定値410が入力として提供されると、機械学習モデル502(1)は、グルコース測定値118に関連付けられた終了タイムスタンプ402の後に発生する、ヒト102に対する1つ以上の予測されたグルコース測定値を生成する。
次いで、グルコース測定値118を、1つ以上の予測されたグルコース測定値とともに、組み合わせて、第1のグルコーストレース802を形成し、これを機械学習モデル502(5)への入力として提供して、その予測された出力(例えば、第2のグルコーストレース804)を生成する。このプロセスは、グルコース測定値118によって記載された、観察されたグルコース測定値と、第1のグルコーストレース802によって記載された、予測されたグルコース測定値を維持する第2のグルコーストレース804に続き、機械学習モデル502(3)への入力として提供されて、第3のグルコーストレース806を生成する。このようにして、機械学習モデルの最終(第m)の段階が、グルコース測定値118及びグルコース測定値予測416の両方を記載する情報を含む、第mのグルコーストレース810を出力するまで、追加の予測されたグルコース測定情報が、機械学習モデル502の後続段階に提供される。
5つの段階を含むように描写されるが、予測マネージャ408によって実装される機械学習モデル412は、任意のm個の段階を含み得、mは、3以上の整数を表す。更に、予測マネージャ408によって実装される様々な機械学習モデル412のうちの異なるモデルは、互いに比較して、異なる数の段階を含み得る。機械学習モデル502(1)~502(5)の各段階は、それぞれの出力された予測(例えば、グルコーストレース802、804、…810のうちの1つ)を、モデル502の訓練、及びモデル段階に提供された対応する入力(例えば、グルコース測定値118又はグルコーストレース802、804、…808のうちの1つ)における認識されたパターンに基づいて、生成するように構成されている。
機械学習モデル502は、予測マネージャ408によって、少なくとも1つの他の機械学習モデルとともに、積み重ねられた構成で実装されるため、機械学習モデル502の段階のうちの1つ以上への入力は、機械学習モデル502(1)~502(5)の各段階への入力を描写する灰色の影付き矢印によって表される、追加データ404で補足され得る。このように、追加データ404は、それぞれ、運動予測モデル504及びインスリン投与506によって生成されるイベント予測414(1)又は414(2)のうちの1つ以上など、積み重ねられた構成の別の機械学習モデルによって生成される、出力された予測を表し得る。次に、機械学習モデル502の段階のうちの1つ以上によって生成された予測に基づいたそれぞれのイベント予測414(1)及び414(2)。
例えば、第2のグルコーストレース804が、グルコース測定値予測416が生成される実行される時間ステップ中に、運動イベントが発生する可能性が高いかどうかの決定を行うために、運動予測モデル504への入力として提供される、例示的なシナリオを検討する。このシナリオでは、第2のグルコーストレース804で特定された訓練及びパターンに基づいて、運動予測モデル504は、グルコーストレース806、808、及び810にまたがる将来の時間など、将来の時間ステップで、運動イベントが発生する可能性が高いことを示す、イベント予測414(1)を生成し得る。そのようなシナリオでは、運動予測モデル504は、第2のグルコーストレース804から、ヒト102が、高い信頼度512で運動応答510(例えば、運動イベントによるグルコースレベルの変化)を経験する可能性が高いことを特定し得る。次いで、この運動応答510は、グルコース測定値予測416を生成する際に使用される後続の出力が、運動することに対するヒト102のグルコースレベル応答を記載する履歴情報によって影響されるように、機械学習モデル502の後続の段階(例えば、502(3)~(5))への入力として提供され得る。
したがって、図5に描写されるフィードバックループ518は、予測マネージャ408が、機械学習モデル412のうちの異なるモデルの中間出力を、積み重ねられた構成で配置された機械学習モデル412のうちの他のモデルへの入力として提供して、積み重ねられたモデル構成を活用しない、又はモデル入力として履歴グルコース測定値のみを提供する従来のシステムと比較して、全体的なイベント予測414及びグルコース測定値予測416に関連付けられた精度を向上するための能力を表す。図5のフィードバックループ518は、追加データ404が、必ずしも、影付きの灰色の矢印の各々を介して入力として提供されないように、1つ以上の機械学習モデル段階502(1)~(5)への入力として選択的に提供され得る追加データ404を更に表す。
本明細書に記載するように、追加データ404は、予測マネージャ408によって実装される様々な積み重ねられた機械学習モデル412の出力以外のソースから取得される情報を更に表す。このように、追加データ404は、インスリン投与、炭水化物摂取、運動、ストレス、モバイルデバイス又はスマートウォッチの加速度計データ(例えば、人がデバイスのユーザインターフェースを表示したため、グルコース測定値に関連する警告又はグルコース測定値に関連する情報を見た可能性が高いことを示す)、アプリケーションデータ(例えば、表示されたユーザインターフェース及びユーザインターフェースを介したアプリケーションとのユーザ対話を記載するクリックストリームデータ)、環境温度、気圧、及び様々な健康状態(例えば、妊娠、病気など)の存在又は不在など、人の将来のグルコースレベルを示す任意のデータを表し得る。
予測マネージャ408によって実装される機械学習モデル412が、どのように、グルコース測定値118及び追加データ404を含む1つ以上の入力から、グルコース測定値予測416を出力するように構成されているかについての例示的な実装態様を検討してきたが、図9に関して、別の機械学習モデル412が、どのようにイベント予測414を出力するように構成されているかについての以下の説明を検討する。
図9は、時系列グルコース測定値410、グルコース測定値予測416、及び追加データ404を使用してイベント予測414を生成するための予測システム310の例示的な実装態様900をより詳細に描写する。
図示の例900では、データ902は、タイムスタンプ402を開始する午前12時からタイムスタンプ402を終了する午後4時までの、ヒト102に対して観察されたグルコース測定値118を表し得る、例示的な時系列グルコース測定値410を記載する情報を含む。データ902は、グルコース予測モデル502による出力として、午後4時以降に生じるヒト102に対する予測されたグルコースレベルを表す、グルコース測定値予測416を更に含む。積み重ねられた機械学習モデル構成によって、データ902は、フィードバックループ518を介して、図5に図示するような、運動予測モデル504又はインスリン投与予測モデル506などのイベント予測414を生成するように構成された機械学習モデル412のうちの1つ以上に入力として提供される追加データ404を表し得る。
データ904は、イベントプロファイル906及び908を含むデータ902のインスタンスを表し、これらは各々、所与のユーザ又はユーザのコミュニティに対するグルコースレベルの履歴パターンを表し得、イベントの発生に対するグルコースレベルの予期される応答を示す。例えば、イベントプロファイル906は、運動イベントに対する予期されるグルコースレベル応答を表すことができ、各楕円は、運動イベントに対応するパターンを定義するグルコースレベルの範囲を表す。このようにして、グルコース測定値予測416が入力として提供されると、運動予測モデル504は、グルコース測定値予測416で示されるようなグルコースレベルのパターンが、運動イベント予測414(1)に対する予期される応答510に対応することを認識するように訓練され得る。そのような運動イベント予測414(1)に関連付けられた信頼性512は、運動イベントプロファイル906の楕円によって囲まれた値に対して、グルコース測定値予測416の様々なドットによって示される値に少なくとも部分的に基づき得る。
いくつかの実装態様では、運動イベント予測414(1)に対する信頼性512は、グルコース測定値予測416に対する追加のコンテキストを提供する追加データ404に基づいて影響を受け得る。例えば、イベントプロファイル908は、グルコース測定値予測416に先行する時系列グルコース測定値410の値に影響を与えた食事イベントに対応し得る。そのようなシナリオでは、食事イベントが実際に発生し、イベントプロファイル908の楕円によって囲まれた対応するグルコース値に影響を与えたかどうかを示す信頼性値は、様々な要因に基づいて決定され得る。例えば、信頼性値は、食事イベントが午前9時15分に開始されたことを確認する明示的なユーザフィードバックによって影響を受け得、グルコース測定値予測416が生成される特定のユーザが、通常午前9時15分に朝食を食べることを示す履歴データによって影響を受け得、その組み合わせなどであり得る。いくつかの実装態様では、予測マネージャ408によって実装される機械学習モデル412(1)~(n)のうちの1つ以上は、履歴情報(例えば、履歴グルコース測定値118)を分析し、かつ予測に対する信頼性値とともに、履歴情報に含まれる期間にわたって、1つ以上のグルコースレベルに影響を与えるイベントが発生したかどうかについての予測を生成するように構成され得る。このようにして、明示的なユーザフィードバックを活用することに加えて、予測マネージャ408は、履歴ユーザデータを分析及びラベル付けして、予測システム310によって出力された予測312に関連付けられた予測精度を改善するように構成されている。
関連付けられた信頼性値に基づいて、イベントプロファイル908によって記載される食事イベントの発生に関する情報は、運動イベント予測出力414(1)を生成する際に、運動予測モデル504への入力として追加データ404の形態で提供され得る。図12に関して以下で更に詳細に説明する、運動予測モデル504を訓練することにより、運動予測モデル504は、この以前のイベント情報を利用して、運動イベント予測414(1)に関連付けられた信頼性512のレベルに影響を与え得る。例えば、運動予測モデル504は、イベントプロファイル906及び908に対応するイベント間の時間間隔が、特定のユーザに対する朝食の食事イベントと午後のワークアウトイベントとの間の履歴時間間隔と相関することを識別するために、様々なイベント応答間の相関関係を識別するように訓練され得る。
このように、イベントプロファイル908は、機械学習モデル412のうちの1つによって出力される、関連付けられた高い信頼性を有するイベント予測414に対応し得る。したがって、イベント予測414は、追加データ404の形態で運動予測モデル504への入力として提供されて、イベントプロファイル906と一致するグルコース測定値予測416の値に対応する運動イベント予測414(1)を生成し得る。積み重ねられた構成の他の機械学習モデル412の出力に悪影響を与えることを回避するために、特定の機械学習モデル412の出力を、積み重ねの他の機械学習モデルに提供される追加データ404に含めるべきかどうかについての決定が、図10に関して以下で更に詳細に説明するように、予測に関連付けられた信頼性に基づいて実行される。
図10は、予測システム310の例示的な実装態様1000を、1つ以上の実装態様に従って、イベント予測414及びグルコース測定値予測416をフィルタリングし、フィルタリングされたイベント予測414及びグルコース測定値予測416に対する通知314を生成するものとして描写する。
図示の例1000では、予測システム310は、予測マネージャ408によって実装された機械学習モデル412(1)~(n)の積み重ねられた構成によって出力されるイベント予測414及びグルコース測定値予測416を受信するように構成されている、信頼性フィルタリングマネージャ1002を含む。フィルタリングマネージャ1002は、予測マネージャ408によって出力されるイベント予測414及びグルコース測定値予測416に含まれる情報の全て又はサブセット(例えば、適切なサブセット)を表す、フィルタリングされたデータ1004を生成するための、予測システム310の機能性を表す。例えば、フィルタリングされたデータ1004は、特定の時間ステップにわたる特定のユーザに対する将来のグルコース測定値予測416、並びに、将来の時間ステップ中に発生する、それぞれ、運動イベント及びインスリン投与イベントによる特定のユーザに対する予期された応答510及び514を表し得る。
フィルタ処理されたデータ1004内のそれぞれの運動及びインスリン投与イベントに対する、特定のユーザの予期される応答510及び514を記載する情報が、運動イベント及びインスリン投与イベントに関連付けられたそれぞれの信頼性レベル512及び516に基づいて、実行され得るかどうかに関する決定。例えば、応答510は、信頼性512が、信頼性閾値(例えば、運動イベント予測414(1)が起こる可能性が高いことを示す閾値)を満たす場合にのみ、フィルタリングされたデータ1004に含まれ得る。同様に、応答514は、信頼性516が、信頼性閾値(例えば、インスリン投与イベント予測414(2)が起こる可能性が高いことを示す閾値)を満たさないことを決定することに応答して、フィルタリングされたデータ1004から除外され得る。
フィルタリングされたデータ1004に含まれる情報は、フィルタリングされたデータ1004が、図5に描写するように、モデル入力を表す影付きの矢印と同様に、機械学習モデル412の1つ以上の段階に提供される追加データ404を表し得ることを示すための、影付の矢印1006によって示されるように、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)のうちの1つ以上への入力として選択的に提供され得る。いくつかの実装態様では、フィルタリングされたデータ1004は、通知314のうちの1つ以上を生成するために、予測システム1010によって更に活用され得る。通知314を生成するための予測システム310の機能性は、通知マネージャ1008を含めることによって表される。
通知マネージャ1008は、予測マネージャ408によって出力された、様々なイベント予測414及びグルコース測定値予測416に基づいて、通知314を生成及び送達するように構成されている。いくつかの実装態様では、通知314は、イベント予測414及びグルコース測定値予測416に関する特定のユーザからのフィードバックを要求する1つ以上のプロンプト1010を含み得る。例えば、通知314は、ユーザが、今後の時間ステップ中にインスリン投与イベントを経験すると予測されることを示し得、プロンプト1010は、今後の時間ステップ中にインスリン投与イベントが発生するかどうかをユーザが確認することを要求し得る。同様に、通知314は、ユーザが、グルコース測定値に含まれる情報に基づいて現在運動していると識別されたことを示し得、プロンプト1010は、ユーザが、現在運動イベントに関与しているかどうかを確認すること、及びユーザが、運動イベントに関する更なる詳細を提供することを要求し得る。
1つ以上のプロンプト1010に加えて、通知は、1つ以上のイベント予測414又は1つ以上のグルコース測定値予測416に関する他の情報を含み得る。例えば、通知314は、通知314が、グルコース測定値予測416が、危険なグルコースレベルを含むという警告に関係する場合、軽減措置を取るための推奨を含み得る。代替的又は追加的に、通知314は、図5に図示するように、信頼性508、512、及び516によって表される信頼性スコアなど、予測に関連付けられた信頼性スコアを記載する情報を含み得る。
1つ以上の実装態様では、通知マネージャ1008によって生成される通知314は、少なくとも部分的に、通知314が関係する、イベント予測414及び/又はグルコース測定値予測416に関係する信頼性スコアに基づき得る。通知マネージャ1008は、例えば、予測に関連付けられた信頼性レベルに部分的に基づいて、異なるプロンプト1010、警告、推奨、又は他のメッセージを提供し得る。
通知314をユーザに出力する状況において、イベント予測414又はグルコース測定値予測416のうちの1つ以上に基づいてユーザに通知するために表示されるユーザインターフェースの例示的な実装態様1100を描写する図11を検討する。
図11の図示されている例では、コンピューティングデバイス108は、イベント予測414及び/又はグルコース測定値予測416のうちの1つ以上に関連するユーザフィードバックを要求する1つ以上のプロンプト1010を含む通知314を出力する様々なシナリオ1102及び1104で描写されている。予測システム310は、自動的に、又はユーザ要求に応答して、通知314を生成し、ユーザに出力するように構成されている。いくつかのユーザは、これらの予測を自動的に(例えば、予測システム310によって生成されるときに)受信することを好み得るが、他のユーザは、要求されたときだけこれらの予測を受信することのみを好み得るので、この決定は、ユーザ構成可能であり得る。
シナリオ1102では、コンピューティングデバイス108は、ユーザインターフェース1106を表示する。ユーザインターフェース1106は、アプリケーションのインターフェース(例えば、CGMプラットフォーム112のインターフェース)に対応し得る。代替的又は追加的に、ユーザインターフェース1106は、ロック画面又は他の操作レベル表示など、コンピューティングデバイス108によって実装される「通知センター」に対応し得る。シナリオ1102では、ユーザインターフェース1106は、予測システム310によって実装される機械学習モデル412が、コンピューティングデバイス108のユーザが、運動イベントを経験しようとしている(例えば、ワークアウトを始めようとしている)ことを決定することを伝達する、通知314を含む。シナリオ1102のユーザインターフェース1106では、通知314は、通知314が関係するイベント予測414に関するユーザフィードバックを要求するプロンプト1010を含む。
具体的には、シナリオ1102では、プロンプト1010は、イベント予測414が正しいことを確認するための選択可能なオプション1108と、通知314によって識別されたイベント予測414が正しくないことを示すための選択可能なオプション1110と、を含む。予測システム310は、プロンプト1010で受信したフィードバックが、更なるイベント予測414及び/又はグルコース測定値予測416を生成する際に使用するために、予測システム310に自動的に返信される(例えば、プロンプト1010フィードバックは、追加データ404の形態で予測システム310に通信される)ように、ユーザインターフェース1106を更に構成し得る。
いくつかの実装態様では、通知314の1つ以上のプロンプト1010でフィードバックを受信したことに応答して、通知マネージャ1008は、元の通知314が関係する、イベント予測414及び/又はグルコース測定値予測416に関する追加情報を要求するプロンプト1010を含む別の通知314を生成及び送信するように構成されている。例えば、選択可能なオプション1108で入力を受信することに応答して、通知マネージャ1008は、シナリオ1104のユーザインターフェース1112上に描写される通知314の出力を引き起こし得る。ユーザインターフェース1106と同様に、ユーザインターフェース1112は、アプリケーションのインターフェース(例えば、CGMプラットフォーム112のインターフェース)に対応し得る。代替的又は追加的に、ユーザインターフェース1112は、ロック画面又は他の操作レベル表示など、コンピューティングデバイス108によって実装される「通知センター」に対応し得る。
シナリオ1104では、ユーザインターフェース1112は、シナリオ1102の通知314によって識別された予測に関する更なる詳細(例えば、運動イベント予測に関する追加情報)をユーザが提供することを要求する通知314を含む。具体的には、シナリオ1104の通知314は、選択可能なアイコン1114、1116、1118、及び1120の形態のプロンプト1010を含む。したがって、各プロンプト1010は、対応する運動イベント予測414に関する更なる情報を指定するために使用可能であり得る。例えば、アイコン1114への入力は、運動イベント予測414の予測された開始時間が正確であるかどうかを指定し得る。アイコン1116への入力は、運動イベント414に関連付けられた強度のレベルを指定し得、アイコン1118への入力は、運動イベント414のタイプを指定し得、アイコン1120への入力は、運動イベント414の予期される持続時間を指定し得る。このように、予測システム310によって出力される通知314は、通知が関係する、イベント予測414及び/又はグルコース測定値予測416を説明する任意のタイプの情報に対してフィードバックを要求するプロンプト1010を含み得る。通知314が、将来のイベント予測414に関係する例示的なコンテキストに関係するものとして説明及び図示されているが、通知マネージャ1008によって生成される通知314は、同様に現在のイベント予測414(例えば、「最後の30分間のグルコース応答に基づくと、現在運動しているようです。これは正しいですか?」)又は過去のイベント予測414(例えば、「データに基づくと、午前7時~午前8時に朝食を食べたようです。これは正しいですか?」)に対応し得る。
プロンプト1010に対するユーザ提供のフィードバックは、様々な方法で予測システム310によって活用され得る。例えば、追加データ404の形態で1つ以上のプロンプト1010から受信されたフィードバックは、予測マネージャ408によって実装される積み重ねられた機械学習モデル412のうちの1つ以上への入力として提供され得る。代替的又は追加的に、プロンプト1010フィードバックは、通知314が関係する予測に関連付けられた信頼性値を調整するために使用可能であり得る。例えば、シナリオ1102の通知が、運動予測モデル504によって生成されたイベント予測414(1)に対応する例示的な実装態様では、イベント予測414(1)の正確さを確認するプロンプト1010へのフィードバックは、関連付けられた信頼性512を、高い値に(例えば、100%の信頼性値)調整させ得る。代替的又は追加的に、プロンプト1010フィードバックは、予測システム310によって使用されて、予測マネージャ408によって実装される1つ以上の機械学習モデル412を訓練及び/又は生成し得る。
通知314は、特定のユーザに通信されるものとして図示及び説明されているが、1つ以上の実装態様では、少なくとも1つの通知314が、代替的又は追加的に、例えば、ヒト102のヘルスケア提供者(例えば、医師)、ヒト102の介護者(例えば、親又は子供)などの他のエンティティに通信され得る。更に、様々な他のサービスが、記載された技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、通知314のうちの1つ以上とともに、追加的又は代替的に提供され得る。
図12は、グルコース測定値118及び/又は追加データ404が入力として提供された場合に、イベント予測414又はグルコース測定値予測416を生成するように、機械学習モデルが訓練される、予測システム310の例示的な実装態様1200をより詳細に描写する。図3に図示されるように、予測システム310は、データ分析プラットフォーム122の一部として含まれるが、他のシナリオでは、予測システム310は、追加的又は代替的に、部分的又は全体的に、コンピューティングデバイス108などの他のデバイスに含まれ得る。
図示の例1200では、予測システム310は、複数の機械学習モデル412など、予測マネージャ408によって実装される機械学習モデルの積み重ねを管理するモデルマネージャ1202を含む。上記のように、各機械学習モデル412は、リカレントニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワークなどとして構成され得る。代替的に、機械学習モデル412は、記載された技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他の機械学習モデルとして構成され得るか、又は他機械学習モデルのタイプを含み得る。これらの異なる機械学習モデルは、少なくとも部分的に異なるアーキテクチャに起因する異なるアルゴリズムを使用して、それぞれ構築又は訓練され(又はそうでなければモデルが学習され)得る。したがって、モデルマネージャ1202の機能性は、様々な異なる機械学習モデルタイプ及び構成に適用可能である。しかし、説明のために、モデルマネージャ1202の機能性は、一般的にニューラルネットワークを訓練することに関連して説明される。
一般に、モデルマネージャ1202は、機械学習モデル412を含む、予測マネージャ408によって実装される積み重ねられた機械学習モデルを管理するように構成されている。このモデル管理は、例えば、機械学習モデル412を構築すること、機械学習モデル412を訓練すること、このモデルを更新することなどを含む。1つ以上の実装態様では、機械学習モデル412を更新することは、機械学習モデル412をパーソナライズする、すなわち、機械学習モデルを、ユーザ母集団110の訓練データで訓練された状態から、追加の訓練データ、又はヒト102の1つ以上の側面を記述し、及び/若しくはヒトとの類似で決定されたユーザ母集団110のサブセットの1つ以上の側面を記述する(更新データ)で訓練される更新された状態にパーソナライズするための転移学習を含み得る。具体的には、モデルマネージャ1202は、CGMプラットフォーム112の記憶デバイス120に維持されている豊富なデータを少なくとも部分的に使用して、モデル管理を実行するように構成されている。図示のように、このデータは、ユーザ母集団110のグルコース測定値118、タイプスタンプ402、及び追加データ404を含む。別の言い方をすれば、モデルマネージャ1202は、機械学習モデル412を構築し、機械学習モデル412を訓練し(又はそうでなければ、基礎となるモデルを学習し)、グルコース測定値118、タイムスタンプ402、及びユーザ母集団110の追加データ404を使用して、このモデルを更新する。
従来のシステムとは異なり、CGMプラットフォーム112は、ユーザ母集団110の数十万人のユーザ(例えば、500,000以上)についてCGMシステム104を使用して取得されたグルコース測定値118を(例えば、記憶デバイス120に)記憶するか、そうでなければアクセスを有する。更に、これらの測定値は、CGMシステム104のセンサによって連続的な速度で取られる。結果として、数百万又は数十億のモデル構築及び訓練数のために、モデルマネージャ1202に利用可能なグルコース測定値118。そのような堅牢な量のデータを使用して、モデルマネージャ1202は、機械学習モデル412を構築及び訓練して、観測されたグルコース測定値のパターンに基づいて、ある人の低血糖のイベントが発生するかどうかを正確に予測することができる。
CGMプラットフォーム112のグルコース測定値118の堅牢性がなければ、従来のシステムは、単にモデルを構築又は訓練して、パターンが、将来のグルコースレベルをどのように示すかを好適に表す方式で状態空間をカバーすることができない。これらの状態空間を好適にカバーしないと、ユーザの煩わしさ(例えば、実際には発生しない予測された低血糖イベントが発生することを示す通知を提供する)から死ぬか生きるかという状況(例えば、何も予測されない夜間の低血糖イベントの発生から生じる危険な状態)まで、様々な結果につながる可能性がある、不正確である低血糖イベント予測が発生する可能性がある。不正確かつ時期を逃した予測を生成することの重要性を考えると、まれなイベントに対して堅牢な量のグルコース測定値118を使用して機械学習モデル412を構築することが重要である。
1つ以上の実装態様では、モデルマネージャ1202は、訓練データを生成することによって、機械学習モデル412を構築する。最初に、訓練データを生成することは、グルコース測定値118及びユーザ母集団110の対応するタイムスタンプ402から訓練グルコース測定値を形成することを含む。モデルマネージャ1202は、順序付けマネージャ406の機能性を活用して、例えば、時系列グルコース測定値410を形成することに関して上で詳細に説明したのと同様の方法で、これらの訓練グルコース測定値を形成し得る。モデルマネージャ1202は、特定の時間間隔に対する訓練グルコース測定値を生成するように更に実装され得る。
1つ以上の実装態様では、モデルマネージャ1202は、対応するイベント(例えば、運動イベント、インスリン投与イベント、睡眠又は休息イベント、ストレスイベント、食事イベント、それらの組み合わせなど)に関連して発生する、イベントプロファイル1204を含むように、ヒト102、又はユーザ母集団110のユーザのグループに対する履歴グルコース測定値及びパターンを記載する、訓練データを生成する。イベントプロファイル1204は、図9に図示されるように、イベントプロファイル906及び908などの1つ以上のイベントプロファイルを表し、予測システムの1つ以上の機械学習モデル412によって使用可能であり、今後のイベントに対する予期される応答(例えば、グルコースレベルの変化)をより正確に決定する。
例えば、訓練データの例は、グルコース測定値のラベル付けされたセクションを含み得、ラベルが、グルコース測定値に対応するイベントのタイプを識別し、タイムスタンプ402と同期して、グルコース測定値に関してイベントがいつ開始し、いつイベントが終了するかを表す。したがって、このような訓練データのイベントラベルは、訓練中のモデルの出力と比較するためのグラウンドトゥルースとして機能する。このようにして、1つ以上の通知プロンプト1010へのフィードバックを、更に、グラウンドトゥルース訓練データとして使用して、特定のタイプのイベントに関連付けられたイベントプロファイル1204を改良し得る。例えば、図11に図示されるプロンプト1010のうちの1つ以上へのフィードバックを使用して、(例えば、ヒト102によって提供される明示的なフィードバックに基づいて決定された)ヒト102に固有であり得る様々なタイプの運動イベントに対するイベントプロファイル1204を改良し得る。
1つ以上の実装態様では、モデルマネージャ1202は、機械学習モデル412を訓練して、そのようなラベル付けされた訓練データを使用して、イベントプロファイル1204に対応するイベント予測414を生成する。この場合、機械学習モデル412は、グルコース測定値410又は追加データ404のうちの1つ以上の入力に基づいて、イベント予測414を生成することを学習する。同様に、機械学習モデルは、グルコース測定値410及び/又は追加データ404の入力に基づいて、グルコース測定値予測416を生成することを学習し、追加データ404は、積み重ねられた機械学習モデル412のうちの1つ以上によって生成された、出力された予測を表す。
訓練データのインスタンスを機械学習モデル412に入力し、機械学習モデル412から訓練予測を受信し、訓練予測を、生成された予測312に対応するグラウンドトゥルース情報(観察された)と比較し、これらの比較に基づいて、機械学習モデル412の内部重みを調整するこのプロセスは、数百、数千、又は更には数百万にわたって、すなわち反復ごとに訓練データのインスタンスを使用して反復することができる。
モデルマネージャ1202は、機械学習モデル412が、予想される出力部分に一貫して、かつ実質的に一致する予測を生成することができるまで、そのような反復を実行し得る。予想される出力部分に実質的に一致する予測を一貫して生成するための機械学習モデルの能力は、「収束」と称され得る。これを考えると、モデルマネージャ1202は、機械学習モデル412を、解に「収束」する(例えば、モデルが、対応するグラウンドトゥルースデータに実質的に一致する予測を生成するように、モデルの内部重みが、訓練の反復によって好適に調整される)まで、訓練すると言われ得る。
やはり上述したように、機械学習モデル412の管理は、転移学習を使用して、機械学習モデル412をパーソナライズすることを含み得る。そのようなシナリオでは、モデルマネージャ1202は、最初に、ユーザ母集団110のデータから生成された訓練データのインスタンスを使用して、上で詳細に説明したように、グローバルレベルで機械学習モデル412を訓練し得る。次いで、転移学習シナリオでは、モデルマネージャ1202は、グローバルに訓練されたモデルのあるコピーが、ヒト102に対して生成され、グローバルに訓練されたモデルの他のコピーが、ユーザごとに他のユーザに対して生成されるように、特定のユーザに対してこのグローバルに訓練されたモデルのインスタンスを作成し得る。
次いで、このグローバルに訓練されたモデルは、ヒト102に固有のデータを使用して、更新(又は更に訓練)され得る。例えば、モデルマネージャ1202は、ヒト102のグルコース測定値118を使用して、訓練データのインスタンスを作成し、(例えば、ヒト102の訓練データの訓練入力部分を機械学習モデル412に提供し、訓練予測312を受信し、それらの予測を、それぞれのグラウンドトゥルース訓練データと比較し、機械学習モデル412の内部重みを調整することによって)上記と同様の方法で、モデルのグローバルに訓練されたバージョンを更に訓練し得る。この更なる訓練に基づいて、機械学習モデル412は、個人レベルで訓練され、個人的に訓練された機械学習モデル412が作成される。
そのようなパーソナライズは、1つ以上の実装態様では、ユーザ単位よりも粒度が低くてもよいことを理解されたい。例えば、グローバルに訓練されたモデルは、ユーザセグメントレベル、すなわち、ユーザ母集団110の全体よりも少ないユーザ母集団110の類似ユーザのセットでパーソナライズされ得る。このようにして、モデルマネージャ1202は、セグメントごとにグローバルに訓練された機械学習モデル412のコピーを作成し、セグメントレベルでグローバルバージョンを訓練して、セグメント固有の機械学習モデル412を作成し得る。
1つ以上の実装態様では、モデルマネージャ1202は、機械学習モデル412をサーバレベルで(例えば、CGMプラットフォーム112のサーバで)、パーソナライズし得る。次いで、機械学習モデル412は、例えば、コンピューティングデバイス108におけるCGMプラットフォーム112のアプリケーションとの統合のために、サーバレベルで維持され、及び/又はコンピューティングデバイス108に通信され得る。代替的又は追加的に、モデルマネージャ1202の少なくとも一部分は、機械学習モデル412のグローバルに訓練されたバージョンが、コンピューティングデバイス108に通信され、転移学習(すなわち、モデルをパーソナライズするための上記の更なる訓練)が、コンピューティングデバイス108で実行されるように、コンピューティングデバイス108において実装され得る。転移学習は、1つ以上のシナリオで活用される可能性があるが、そのようなパーソナライズが利用されない可能性があり、記載された手法は、機械学習モデル412のグローバルに訓練されたバージョンを使用して実装され得る。
積み重ねられた機械学習モデルを使用して、イベント予測及びグルコース測定値予測を生成するための手法の例示的な詳細を説明したが、ここで、手法の追加の側面を図示するためにいくつかの例示的な手順を検討する。
例示的な手順
このセクションでは、積み重ねられた機械学習モデルを使用したグルコース測定値予測及びイベント予測の例示的な手順について説明する。手順の態様は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせで実装され得る。手順は、1つ以上のデバイスによって実行される動作を指定するブロックのセットとして示され、必ずしもそれぞれのブロックによって動作を実行するために示される順序に限定されない。少なくともいくつかの実装態様では、手順は、順序付けマネージャ406、予測マネージャ408、通知マネージャ1008、及びモデルマネージャ1202を利用する予測システム310などの予測システムによって実行される。
図13は、機械学習モデルの積み重ねが、グルコース測定値及び追加データに基づいて、グルコース測定値予測を生成する、例示的な実装態様における手順1300を描写する。
ある時点までのグルコース測定値が受信される(ブロック1302)。本明細書に記載の原理に従って、グルコース測定値は、ユーザによって着用された連続グルコースモニタリング(CGM)システムによって提供される。例として、予測マネージャ408は、グルコース測定値118を受信し、グルコース測定値は、ヒト102によって着用されたCGMシステム104から取得される。特に、CGMシステム104は、ヒト102の皮膚に皮下挿入され、ヒト102の血液中のグルコースを測定するために使用されるセンサ202を含む。
グルコース測定値は、少なくとも2つの機械学習モデルの積み重ねを使用して処理されて、その時点に続くある時間間隔に対するグルコース測定値予測を生成する(ブロック1304)。本明細書に記載の原理に従って、複数の機械学習モデルの積み重ねの個々のモデルは、ユーザ母集団のグルコース測定値の履歴、及び又はユーザ母集団の1つ以上の挙動を記載する追加データに基づいて生成される。例として、複数の機械学習モデル412(1)~(n)の積み重ねは、グルコース測定値118を処理して、グルコース測定値予測416を生成する。複数の機械学習モデル412(1)~(n)の積み重ねは、グルコース測定値118及び/又は追加データ404を、訓練中に学習された、グルコース測定値予測416が生成される、ヒト102又はユーザ母集団110に関するパターンに基づいて、処理することによって、グルコース測定値予測を生成する。上述のように、ユーザ母集団110は、CGMシステム104などのCGMシステムを着用するユーザを含む。
次いで、グルコース測定値予測が出力される(ブロック1306)。例として、予測システム310は、ほんの数例を挙げると、追加のロジックによる処理(例えば、推奨又は通知を生成するため)、記憶デバイス120への記憶、1つ以上のコンピューティングデバイスへの通信、又は表示などのために、グルコース測定値予測416を出力する。
グルコース測定値予測に基づいて、通知が生成される(ブロック1308)。例として、データ分析プラットフォーム122は、グルコース測定値予測416に基づいて、通知314を生成する。例えば、通知314は、緩和挙動(例えば、食事、運動など)がなければ、予測されたグルコースレベルに対する誤った用量のインスリンをユーザが投与する可能性が高いなど、今後の有害な健康状態について、ユーザ(又はヘルスケア提供者又は遠隔医療サービス)に警告し得る。追加的又は代替的に、通知314は、例えば、ユーザ(又はヘルスケア提供者若しくは遠隔医療サービス)に、行動を実行すること(例えば、コンピューティングデバイス108にアプリケーションをダウンロードし、すぐに病院に駆け付け、インスリンを投与し、散歩に出かけ、特定の食品又は飲料を消費すること)、挙動を継続すること(例えば、特定の方法での食事、又は特定の方法での運動を継続すること)、挙動を変更すること(例えば、食習慣又は運動習慣を変更すること)などを推奨することによって、糖尿病を治療する方法を決定するための支援を提供し得る。通知は、ユーザ(例えば、ヒト102)が、グルコース測定値予測416に関連するフィードバックを提供することを要求する、1つ以上のプロンプト1010を更に含み得る。
通知を、ネットワークを介して、出力のために、1つ以上のコンピューティングデバイスに通信する(ブロック1310)。例として、データ分析プラットフォーム122の通信インターフェースは、(例えば、CGMプラットフォーム112のアプリケーションを介したコンピューティングデバイス108への出力のために)ネットワーク116を介して、ヒト102のコンピューティングデバイス108に通知314を通信する。追加的又は代替的に、データ分析プラットフォーム122は、ネットワーク116を介して、通知314を、ヘルスケア提供者に関連付けられたコンピューティングデバイス(図示せず)及び/又は遠隔医療サービスに関連付けられたコンピューティングデバイス(図示せず)に(例えば、プロバイダーポータルを介する出力のために、遠隔治療サービスに)通信する。
図14は、複数の機械学習モデルの積み重ねが、ユーザ母集団の履歴グルコース測定値、及び複数の機械学習モデルの積み重ねからの1つ以上の出力を含む追加データに基づいて、イベント予測又はグルコース測定値予測のうちの1つ以上を指定する予測を出力するように訓練される、例示的な実装態様における手順1400を描写する。
ある時間間隔に対するグルコース測定値が受信される(ブロック1402)。本明細書に記載の原理に従って、グルコース測定値は、ユーザ母集団110のヒト102など、ユーザ母集団の少なくとも1人のユーザによって着用された連続グルコースモニタリング(CGM)システムによって提供される。例として、予測マネージャ408は、時系列グルコース測定値410の形態など、予測システム310の順序付けマネージャ406からグルコース測定値118を受信する。このように、時系列のグルコース測定値410は、ヒト102によって着用されたCGMシステム104によって取得される、グルコース測定値118及びタイムスタンプ102の集約及び順序付けに対応し得る。特に、CGMシステム104は、ヒト102の皮膚に皮下挿入され、ヒト102の血液中のグルコースを測定するために使用されるセンサ202を含む。
機械学習モデルの積み重ねのうちの少なくとも1つの機械学習モデルを使用して、時系列のグルコース測定値及び追加データを処理することによって、時間間隔に続くある時点に対するグルコース測定値予測が生成される(ブロック1404)。予測マネージャ408は、例えば、グルコース測定値118及び追加データ404を、グルコース測定値予測416を生成するように訓練された、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)のうちの1つへの入力として提供する。1つ以上の実装態様によれば、積み重ねられた機械学習モデル412は、グルコース測定値118及び/又は追加データ404のパターンを識別して、時間間隔に続く時間中のヒト102に対するグルコースレベルの予測を生成するように訓練され得る。実装態様において、グルコース測定値予測416は、予測マネージャ408による出力としてのグルコース測定値予測416の精度に関する信頼度を示す信頼性値508とともに出力され得る。
次いで、機械学習モデルの積み重ねを使用して、グルコース測定値及びグルコース測定値予測に基づいて、その時点に対するイベント予測が生成される(ブロック1406)。予測マネージャ408は、例えば、グルコース予測モデル502によって生成されたグルコース測定値予測416を、図5に図示するように、運動予測モデル504又はインスリン投与予測モデル506のうちの1つ以上など、機械学習モデル412(1)~(n)の積み重ねの1つ以上の機械学習モデルに、提供する。グルコース測定値予測416は、フィードバックループ518を介して、積み重ねられた機械学習モデル412のうちの少なくとも1つの他のモデルへの入力として提供され、したがって、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)への入力として提供され得る追加データ404を表す。
予測マネージャ408は、例えば、時系列グルコース測定値410及び追加データ404(例えば、グルコース測定値予測416)を、イベント予測414を生成するように訓練される積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)のうちの1つへの入力として提供する。1つ以上の実装態様によれば、そのような機械学習モデル412は、追加データ404とともに時系列グルコース測定値410のパターンを識別して、指定されたイベント(例えば、食事、インスリン投与、睡眠/休憩、運動、ストレスなど)が、時間間隔に続く時間中に発生するとの予測を生成するように訓練され得る。運動予測モデル504は、例えば、時系列グルコース測定値410、グルコース測定値予測416、及び/又は追加データ404に含まれるパターンに基づいて、時間間隔に続く時間中に運動イベントが発生する可能性が高いことを識別し得る。そのような識別に応答して、運動予測モデル504は、運動イベントが発生する可能性が高いことを示すイベント予測414(1)を出力し得る。
次いで、イベント予測によって識別されたイベントに対する予期される応答、及びイベント予測に関連付けられた信頼性値が決定される(ブロック1408)。運動予測モデル504は、例えば、モデルマネージャ1202によって、イベント予測414(1)を、対応するイベントに対する予期される応答510、及び対応するイベントが、時間間隔に続く時間中に発生するという信頼度512とともに出力するように訓練され得る。応答510は、1つ以上のグルコースレベル、及びイベント予測414(1)によって記載されるイベント(例えば、運動イベント)に応答して生じるヒト102のグルコースレベルの変化を示し得る。実装態様において、信頼度512は、0及び1を含む0~1の数値として表され得、0は、イベントが発生するという信頼性がないことを表し、1は、イベントが発生するという最高の信頼度を表す。
次いで、信頼性値が信頼性閾値を満たすかどうかについての決定が行われる(ブロック1410)。予測システム310の信頼性フィルタリングマネージャ1002は、例えば、イベント予測414(1)に対する信頼性512を、1つの積み重ねられた機械学習モデル412の出力を、機械学習モデル412(1)~(n)の積み重ねへの入力として提供するかどうかを決定するための許容できる信頼度を指定する信頼性閾値と比較し得る。信頼性閾値は、任意の好適な値(例えば、90%の信頼性)であり得、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)のうちの異なるモデルが、異なる信頼性閾値に関連付けられるように、対応するイベント予測を生成した機械学習モデル412の特定のタイプに依存し得る。いくつかの実装態様では、信頼性閾値は、予測システム310を実装するコンピューティングデバイスのユーザ(例えば、ヒト102)によって指定され得る。代替的又は追加的に、信頼性閾値は、ユーザ母集団110の異なるユーザに、異なる信頼性閾値が割り当てられるように、ユーザ固有のベースで予測システム310によって決定され得る。
信頼性値が信頼性閾値を満たしていると決定することに応答して、複数の機械学習モデルの積み重ねのうちの少なくとも1つの機械学習モデルへの入力として、イベント予測に対する予期される応答(ブロック1412)。例えば、応答510は、グルコース測定値予測416を生成するためのグルコース予測モデルへの入力、又はイベント予測414(2)を生成するためのインスリン投与予測モデル506への入力など、機械学習モデル412のうちの1つ以上への入力として提供され得る。予期される応答の通信は、フィードバックループ518を介して実行され得、これは、フィードバックループは、予測マネージャ408によって実装される機械学習モデル412(1)~(n)の積み重ねられた構成によって有効にされる。次いで、動作は、複数の機械学習モデル412(1)~(n)の積み重ねが、イベント予測414及びグルコース測定値予測416を生成し続け、予測マネージャ408によって生成された1つ以上の予測312によって記載された情報の利点が追加されることができるように、ブロック1404に戻る。
ブロック1404~1412で説明された動作のこのサイクルは、イベント予測414及び/又はグルコース測定値予測416に関連付けられた信頼性値が、対応する信頼性閾値を満たさないとの決定がなされるまで続き得、その時点で動作が停止する(ブロック1414)。代替的に、ブロック1404~1412で説明した動作の実行を停止するのではなく、イベント予測414又はグルコース測定値予測416に関連付けられた1つの信頼性値が、対応する信頼性閾値を満たさないと決定したことに応答して、1つの信頼性値が破棄され、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)への入力として提供されることが防止され得る。したがって、ブロック1404~1412で説明される動作は、信頼性フィルタリングマネージャ1002によって生成されたフィルタリングされたデータ1004のみを使用し続け得、それによって、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)のうちの異なるモデルによって出力されるそれぞれの予測312が、実際の状態(例えば、ヒト102の将来の実際のグルコースレベル、又はヒト102が経験する将来の実際のイベント)を表さない入力データを処理することによって、悪影響を及ぼされないことを確実にする。
図15は、機械学習モデルの積み重ねが、ユーザ母集団に対するイベント予測を生成するように訓練される、例示的な実装態様における手順1500を描写する。
1つ以上のイベントに関連するユーザ母集団のユーザに対するユーザ挙動を記載する挙動データが受信される(ブロック1502)。本明細書に記載の原理に従って、挙動データは、ユーザ母集団110のユーザによって着用されたCGMシステムによって提供されるグルコース測定値、及び/又はCGMシステム以外の1つ以上のソースから受信される追加データ404を含み得る。例として、予測システム310は、ユーザ母集団110のユーザのグルコース測定値118を取得する。いくつかの実装態様では、予測システムは更に、グルコース測定値118のタイムスタンプ402を取得し、時系列グルコース測定値410を形成する。
予測システム310は更に、1つ以上のソースから追加データ404を取得する。追加データ404は、グルコースに影響を与え得る様々な側面を記載するために使用可能な情報を表し、グルコース測定値118と時間的に関連付けられ得る(例えば、追加データ404に関連付けられたタイムスタンプに基づいて)。そのような追加データ404は、限定ではなく例として、アプリケーション使用データ(例えば、表示されるユーザインターフェース及びユーザインターフェースを介したアプリケーションとのユーザ対話を記載するクリックストリームデータ)、モバイルデバイス又はスマートウォッチの加速度計データ(例えば、ヒトがデバイスのユーザインターフェースを表示したため、予測されたイベントに関連する警告又は情報を見た可能性が高いことを示す)、ユーザの現在又は計画されている活動に関する入力を要求する通知プロンプトへの明示的なフィードバック、投与されたインスリンを記載するデータ(例えば、タイミング及びインスリン用量)、摂取された食物を記載するデータ(例えば、食物摂取のタイミング、食物のタイプ、及び/又は摂取された炭水化物の量、様々なセンサからの活動データ(例えば、歩数データ、実行されたワークアウト、又はユーザの活動又は運動を表す他のデータ)、ストレスに対するグルコースレベルの応答、それらの組み合わせなどを含み得る。
訓練データのインスタンスは、特定のイベントに対する少なくとも1人のユーザの応答を記載するために使用可能な1つ以上の共通パターンを示す挙動データを選択することによって生成される(ブロック1504)。本明細書に記載の原理に従って、共通パターンは、特定のイベント(例えば、食事、インスリン投与、睡眠/休息、運動、ストレスなど)に至るまで、その最中、及びその後に発生するグルコースレベルの変化を表し得る。いくつかの実装態様では、共通パターンは、グルコースレベルの変化を、時系列グルコース測定値410を生成するために使用されるタイムスタンプ402と相関させることによって識別され、更に追加データ404に含まれる情報と相関され得る。
各訓練データのインスタンスに対して、イベントプロファイルが生成される(ブロック1506)。本明細書に記載する原則に従って、各イベントプロファイルは、訓練データのそれぞれのインスタンスを、イベントに関連する特定のユーザ又はユーザのグループに対する予期される応答(例えば、特定のタイプのイベントに参加している、又はそうでなければ、イベントを受ける特定の人に対するグルコースレベルの予期される変化)とともに、特定のタイプのイベントに対応するものとして定義する。例として、モデルマネージャ1202は、各訓練データのインスタンスに対して、グルコース測定値118及び/又は追加データ404で識別された1つ以上のパターンに関連して、対応するイベントに対する少なくとも開始タイムスタンプ及び終了タイムスタンプを定義するイベントプロファイル1204を生成する。例えば、モデルマネージャ1202は、朝食に対するヒト102の予期されるグルコース応答を表すための、ヒト102に対するイベントプロファイル908を生成し得、午後のワークアウトに対するヒト102の応答に対するイベントプロファイル906を生成し得る。したがって、イベントプロファイルは、訓練中の積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)の出力との比較のためのグラウンドトゥルースとして機能する。
図示の手順1500で、ブロック1508~1514は、積み重ねられた構成の機械学習モデルの各々が、解に「収束」するまでなど(例えば、モデルの内部重みが、モデルが、予想される出力部分に実質的に一致する予測を一貫して生成するように、訓練反復によって好適に調整されるまで)、複数の機械学習モデルの積み重ねが、好適に訓練されるまで繰り返され得る。追加的又は代替的に、ブロック1508~1514は、訓練データの多数のインスタンス(例えば、全てのインスタンス)に対して繰り返され得る。
訓練データのインスタンス及びそれぞれのイベントプロファイルは、グルコース測定値予測を生成するように訓練された少なくとも1つのモデル、及びイベント予測を生成するように訓練された少なくとも1つのモデルを含む複数の機械学習モデルの積み重ねへの入力として提供される(ブロック1508)。例として、モデルマネージャ1202は、ブロック1504で生成された訓練データのインスタンス、及びブロック1506で生成されたそれぞれのイベントプロファイルを、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)への入力として提供する。
イベント予測は、機械学習モデルの積み重ねからの出力として受信される(ブロック1510)。例として、機械学習モデル412(n)は、インスリン投与イベントが、今後の時間ステップで発生するという予測などのイベント予測414(2)を生成する。
イベント予測は、訓練データのインスタンスのそれぞれのイベントプロファイルと比較される(ブロック1512)。例として、モデルマネージャ1202は、ブロック1510で生成されたイベント予測を、ブロック1506で生成された訓練インスタンスのそれぞれのイベントプロファイルと比較する(例えば、平均二乗誤差(MSE)などの損失関数を使用することによって)。MSEに関して説明したが、モデルマネージャ1202は、記載された技法の趣旨又は範囲から逸脱することなく、訓練中に他の損失関数を使用して、積み重ねられた機械学習モデル412(1)~(n)によって出力された予測312を、出力のために、グラウンドトゥルースと比較し得る。
積み重ねられた機械学習モデルのうちの1つ以上の重みが、比較に基づいて調整される(ブロック1514)。例として、モデルマネージャ1202は、グルコース測定値118、追加データ404、イベント予測414、又はグルコース測定値予測416のうちの1つ以上が入力として将来提供されるとき、機械学習モデル412が、予想されるイベントプロファイル(例えば、インスリン投与イベントが発生するかどうか)を実質的に再現することができるように、比較に基づいて少なくとも1つの機械学習モデル412の内部重みを調整し得る。
1つ以上の実装態様による例示的な手順について記載してきたが、ここで、本明細書に記載の様々な技法を実装するために利用することができる例示的なシステム及びデバイスについて検討する。
例示的なシステム及びデバイス
図16は、本明細書に記載の様々な技法を実装し得る1つ以上のコンピューティングシステム及び/又はデバイスを表す例示的なコンピューティングデバイス1602を含む、全体を1600とする例示的なシステムを図示するものである。これは、CGMプラットフォーム112を含めることを通じて示されている。コンピューティングデバイス1602は、例えば、サービスプロバイダのサーバ、クライアントに関連付けられたデバイス(例えば、クライアントデバイス)、オンチップシステム、及び/又は任意の他の好適なコンピューティングデバイス又はコンピューティングシステムであり得る。
図示の例示的なコンピューティングデバイス1602は、処理システム1604、1つ以上のコンピュータ可読媒体1606、及び互いに通信可能に結合されている1つ以上のI/Oインターフェース1608を含む。示されていないが、コンピューティングデバイス1602は、様々な構成要素を互いに結合するシステムバス又は他のデータ及びコマンド転送システムを更に含み得る。システムバスは、メモリバス若しくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス、ユニバーサルシリアルバス、及び/又は多様なバスアーキテクチャのいずれかを利用するプロセッサ若しくはローカルバスなどの異なるバス構造のうちの任意の1つ又は組み合わせを含むことができる。制御ライン及びデータラインなど、多様な他の例も企図されている。
処理システム1604は、ハードウェアを使用して1つ以上の動作を実行するための機能性を表す。したがって、処理システム1604は、プロセッサ、機能ブロックなどとして構成され得るハードウェア要素1610を含むものとして図示されている。これは、1つ以上の半導体を使用して形成された特定用途向け集積回路又は他のロジックデバイスとしてのハードウェアでの実装態様を含み得る。ハードウェア要素1610は、それらが形成される材料、又はそれらに使用される処理機構によって限定されない。例えば、プロセッサは、半導体及び/又はトランジスタ(例えば、電子集積回路(IC))から構成され得る。このようなコンテキストでは、プロセッサ実行可能な命令は、電子的に実行可能な命令であり得る。
コンピュータ可読媒体1606は、メモリ/ストレージ1612を含むものとして示されている。メモリ/ストレージ1612は、1つ以上のコンピュータ可読媒体に関連付けられたメモリ/記憶容量を表す。メモリ/ストレージ構成要素1612は、揮発性媒体(ランダムアクセスメモリ(RAM)など)及び/又は不揮発性媒体(読み出し専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、光ディスク、磁気ディスクなど)を含み得る。メモリ/ストレージ構成要素1612は、固定メディア(例えば、RAM、ROM、固定ハードドライブなど)並びにリムーバブルメディア(例えば、フラッシュメモリ、リムーバブルハードドライブ、光ディスク、それらの組み合わせなど)を含み得る。コンピュータ可読媒体1606は、以下に更に記載される多様な他の方法で構成され得る。
入力/出力インターフェース1608は、ユーザがコンピューティングデバイス1602にコマンド及び情報を入力することを可能にし、また、様々な入力/出力デバイスを使用してユーザ及び/又は他の構成要素若しくはデバイスに情報を提示することを可能にする機能性を表す。入力デバイスの例は、キーボード、カーソル制御デバイス(例えば、マウス)、マイク、スキャナー、タッチ機能性(例えば、物理的なタッチを検出するように構成されている容量性又は他のセンサ)、カメラ(例えば、タッチを伴わないジェスチャーとして動きを認識するために、可視又は赤外線周波数などの不可視の波長を用い得る)などを含む。出力デバイスの例は、ディスプレイデバイス(例えば、モニター又はプロジェクター)、スピーカー、プリンター、ネットワークカード、触覚応答デバイスなどを含む。したがって、コンピューティングデバイス1602は、ユーザ対話を支援するために、以下に更に記載される多様な方法で構成され得る。
本明細書では、ソフトウェア、ハードウェア要素、又はプログラムモジュールの一般的なコンテキストで様々な技法が記載され得る。一般に、このようなモジュールは、特定のタスクを実行するか、又は特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、目的、要素、構成要素、データ構造などを含む。本明細書で使用される「モジュール」、「機能性」、及び「構成要素」という用語は、一般に、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせを表す。本明細書に記載の技法の特徴は、プラットフォームに依存しない。つまり、この技法は、多様なプロセッサを有する多様な商用コンピューティングプラットフォームに実装され得ることを意味する。
記載のモジュール及び技法の実装態様は、何らかの形態のコンピュータ可読媒体に記憶されるか、又はそれを介して伝送され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピューティングデバイス1602によってアクセスされ得る多様な媒体を含み得る。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体は、「コンピュータ可読記憶媒体」及び「コンピュータ可読信号媒体」を含み得る。
「コンピュータ可読記憶媒体」は、単なる信号伝送、搬送波、又は信号自体とは対照的に、情報の永続的及び/又は非一時的な記憶を可能にする媒体及び/又はデバイスを指し得る。したがって、コンピュータで可読記憶媒体は、非信号伝達媒体を指す。コンピュータ可読記憶媒体は、揮発性及び非揮発性、リムーバブル及び非リムーバブル媒体などのハードウェア、並びに/又はコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、ロジック要素/回路、又は他のデータなどの情報の記憶に好適な方法又は技術で実装された記憶デバイスを含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、RAM、ROM、EEPROM、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、CD-ROM、デジタル多用途ディスク(DVD)若しくは他の光記憶デバイス、ハードディスク、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気記憶デバイス、若しくは他の記憶デバイス、有形媒体、又は所望の情報を記憶するのに好適であり、コンピュータによってアクセスされ得る製品を含み得るが、これらに限定されない。
「コンピュータ可読信号媒体」は、ネットワークなどを介して、コンピューティングデバイス1602のハードウェアに命令を伝送するように構成されている信号担持媒体を指し得る。信号媒体は、通常、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は搬送波、データ信号、若しくは他の輸送機構などの変調されたデータ信号における他のデータを具体化し得る。信号媒体は、任意の情報送達媒体も含む。「変調されたデータ信号」という用語は、信号における情報を符号化するような方式で設定又は変更されたその特性のうちの1つ以上を有する信号を意味する。限定ではないが例として、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線接続などの有線媒体、及び音響、RF、赤外線、及び他の無線媒体などの無線媒体を含む。
前述したように、ハードウェア要素1610及びコンピュータ可読媒体1606は、1つ以上の命令を実行するためなどの、本明細書に記載の技法の少なくともいくつかの態様を実装するためにいくつかの実施形態で使用され得るハードウェア形態で実装されるモジュール、プログラマブルデバイスロジック、及び/又は固定デバイスロジックを表す。ハードウェアは、集積回路又はオンチップシステムの構成要素、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、複雑なプログラマブルロジックデバイス(CPLD)、及びシリコン又は他のハードウェアにおける他の実装態様を含み得る。このコンテキストでは、ハードウェアは、ハードウェアによって具体化された命令及び/又はロジックによって定義されるプログラムタスク、並びに実行のための命令を記憶するために利用されるハードウェア、例えば、上記のコンピュータ可読記憶媒体を実行する処理デバイスとして動作し得る。
前述の組み合わせを用いて、本明細書に記載の様々な技法を実装し得る。したがって、ソフトウェア、ハードウェア、又は実行可能モジュールは、何らかの形態のコンピュータ可読記憶媒体上に、並びに/又は1つ以上のハードウェア要素1610によって具現化される1つ以上の命令及び/若しくはロジックとして実装され得る。コンピューティングデバイス1602は、ソフトウェア及び/又はハードウェアモジュールに対応する特定の命令及び/又は機能を実装するように構成され得る。したがって、ソフトウェアとしてコンピューティングデバイス1602によって実行可能であるモジュールの実装態様は、例えばコンピュータ可読記憶媒体及び/又は処理システム1604のハードウェア要素1610の使用を通じて、少なくとも部分的にハードウェアで達成され得る。命令及び/又は機能は、本明細書に記載の技法、モジュール、及び例を実装するために、1つ以上の製品(例えば、1つ以上のコンピューティングデバイス1602及び/又は処理システム1604)によって実行可能/動作可能であり得る。
本明細書に記載の技法は、コンピューティングデバイス1602の様々な構成によって支援され得、本明細書に記載の技法の特定の例に限定されない。この機能性はまた、以下に記載されるように、プラットフォーム1616を介した「クラウド」1614などを介して、分散システムを使用することを通じて、全部又は部分的に実装され得る。
クラウド1614は、リソース1618のためのプラットフォーム1616を含み、及び/又はそれを表す。プラットフォーム1616は、クラウド1614のハードウェア(例えば、サーバ)及びソフトウェアリソースの基礎となる機能性を抽象化する。リソース1618は、コンピューティングデバイス1602からリモートにあるサーバ上でコンピュータ処理が実行されている間に利用することができるアプリケーション及び/又はデータを含み得る。リソース1618はまた、インターネットを介して、及び/又はセルラ若しくはWi-Fiネットワークなどの加入者ネットワークを通じて提供されるサービスを含むことができる。
プラットフォーム1616は、コンピューティングデバイス1602を他のコンピューティングデバイスと接続するためのリソース及び機能を抽象化し得る。プラットフォーム1616はまた、リソースのスケーリングを抽象化して、プラットフォーム1616を介して実装されているリソース1618の遭遇した需要に対応するレベルのスケールを提供するように機能し得る。したがって、相互接続されたデバイスの実施形態では、本明細書に記載の機能性の実装態様は、システム1600の全体にわたって分散され得る。例えば、機能性は、部分的にコンピューティングデバイス1602上に、及びクラウド1614の機能性を抽象化するプラットフォーム1616を介して、実装され得る。
結論
システム及び技法は、構造的特徴及び/又は方法論的行為に固有の言語で記載されているが、添付の特許請求の範囲で定義されるシステム及び技法は、必ずしも記載の特定の特徴又は行為に限定されないと理解するべきである。むしろ、特定の特徴及び行為は、特許請求の範囲の主題を実装するための例示的な形態として開示されている。
102 ヒト
104 システム
106 インスリン送達システム
108 コンピューティングデバイス
110 ユーザ母集団
112 プラットフォーム
114 モノのインターネット
116 ネットワーク
118 グルコース測定値
120 記憶デバイス
122 データ分析プラットフォーム
202 センサ
204 センサモジュール
206 皮膚
208 送信機
210 接着パッド
212 取り付け機構
214 デバイスデータ
216 センサ識別
218 センサステータス
302 パッケージ
304 補足データ
306 サードパーティ
308 サードパーティデータ
310 予測システム
312 予測
314 通知
402 タイムスタンプ
404 追加データ
406 順序付けマネージャ
408 モデルマネージャ
410 グルコース測定値
412 機械学習モデル
414 イベント予測
416 グルコース測定値予測
502 グルコース予測モデル
504 運動予測モデル
506 インスリン投与予測モデル
508 信頼性
510 応答
512 信頼性
514 応答
516 信頼性
518 フィードバックループ
602 グルコース予測モデル
604 食事予測モデル
606 インスリン投与予測モデル
608 グルコース予測モデル
610 グルコース測定値予測
612 ユーザ挙動情報
614 食事イベント予測
616 ユーザ挙動情報
618 インスリン投与イベント予測
702 運動予測モデル
704 インスリン投与予測モデル
706 食事予測モデル
708 グルコース予測モデル
710 モデル固有データ
712 モデル固有データ
714 モデル固有データ
802 第1のグルコーストレース
803 グルコーストレース
804 グルコーストレース
805 グルコーストレース
806 グルコーストレース
807 グルコーストレース
808 グルコーストレース
809 グルコーストレース
810 グルコーストレース
902 データ
904 データ
906 イベントプロファイル
1002 信頼性フィルタリングマネージャ
1004 フィルタリングされたデータ
1008 通知マネージャ
1010 プロンプト
1102 シナリオ
1104 シナリオ
1106 ユーザインターフェース
1108 オプション
1112 ユーザインターフェース
1114 アイコン
1116 アイコン
1118 アイコン
1120 アイコン
1202 モデルマネージャ
1204 イベントプロファイル
1600 システム
1602 コンピューティングデバイス
1604 処理システム
1606 コンピュータ可読媒体
1608 I/Oインターフェース
1610 ハードウェア要素
1612 ストレージ構成要素
1612 メモリ/ストレージ
1614 クラウド
1616 プラットフォーム
1618 リソース

Claims (20)

  1. 方法であって、
    ある時点までのグルコース測定値を受信することであって、前記グルコース測定値が、ユーザによって着用された連続グルコースモニタリング(CGM)システムによって提供される、受信することと、
    複数の機械学習モデルの積み重ねられた構成を使用して、前記グルコース測定値を処理することにより、前記時点に続くある時間間隔に対するグルコース測定値予測を生成することであって、前記複数の機械学習モデルのうちの少なくとも1つが、ユーザ母集団のグルコース測定値に基づいて生成され、前記複数の機械学習モデルのうちの少なくとも1つが、前記ユーザ母集団の追加データに基づいて生成される、生成することと、
    前記グルコース測定値予測を出力することと、を含む、方法。
  2. 前記グルコース予測を生成することが、
    前記ユーザ母集団のグルコース測定値に基づいて生成された前記複数の機械学習モデルのうちの前記少なくとも1つに、初期グルコース測定値予測を出力させることと、
    前記ユーザ母集団の追加データに基づいて生成された前記複数の機械学習モデルのうちの前記少なくとも1つへの入力として、前記初期グルコース測定値予測を提供することと、を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記グルコース予測を生成することが、
    前記ユーザ母集団の追加データに基づいて生成された前記複数の機械学習モデルのうちの前記少なくとも1つに、イベント予測を生成させることと、
    前記ユーザ母集団のグルコース測定値に基づいて生成された前記複数の機械学習モデルのうちの前記少なくとも1つへの入力として、前記イベント予測を提供することと、を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記イベント予測が、信頼性閾値に対する関連付けられた信頼性スコアの比較に基づいて、フィルタリングされ、前記イベント予測が、前記信頼性閾値を満たす前記信頼性スコアに応答して、前記グルコース測定値に基づいて生成された前記少なくとも1つの複数の機械学習への入力として提供され、そうでなければ、前記イベント予測が、入力として差し控えられる、請求項3に記載の方法。
  5. 前記追加データが、前記グルコース測定値と時間的に相関する、請求項1に記載の方法。
  6. 前記ユーザ母集団の追加データに基づいて生成された前記複数の機械学習モデルのうちの前記少なくとも1つを使用して、前記時点に続く前記時間間隔に対するイベント予測を生成することと、
    前記イベント予測を出力することと、を更に含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記複数の機械学習モデルの積み重ねられた構成が、前記複数の機械学習モデルのうちの1つによって生成された出力が、前記複数の機械学習モデルのうちの少なくとも1つの他のモデルへの入力として提供されることを可能にする、請求項1に記載の方法。
  8. 前記複数の機械学習モデルのうちの少なくとも1つが、ニューラルネットワークとして構成されている、請求項1に記載の方法。
  9. 前記グルコース測定値が、前記ユーザ母集団のユーザによって着用されたCGMシステムによって提供される測定値を含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記複数の機械学習モデルのうちの1つを、
    前記ユーザ母集団の履歴グルコース測定値を受信することであって、前記履歴グルコース測定値が、前記ユーザ母集団のユーザによって着用された連続グルコースモニタリング(CGM)システムによって提供される、受信することと、
    訓練データのインスタンスを、訓練データの各インスタンスに対して、前記履歴グルコース測定値からグルコース測定値を選択することと、前記訓練データのインスタンスを、イベント及び前記イベントに対するグルコースレベル変化を含むものとして定義するイベントプロファイルを生成することと、によって、生成することと、
    前記複数の機械学習モデルのうちの前記1つを、前記訓練データのインスタンス及び前記対応するイベントプロファイルを使用して、前記イベントの発生を予測するように、訓練することと、によって、生成することを更に含む、請求項1に記載の方法。
  11. 前記複数の機械学習モデルのうちの前記1つを訓練することは、
    前記訓練データのインスタンス及び前記それぞれのイベントプロファイルを、前記複数の機械学習モデルのうちの前記1つに提供することと、
    各訓練データのインスタンスに対して、前記イベントが、前記訓練データのインスタンスの時間ステップにわたって発生するかどうかを示すイベント予測を、前記複数の機械学習モデルのうちの前記1つから受信することと、
    前記イベント予測を前記イベントプロファイルと比較することと、
    前記比較することに基づいて、前記複数の機械学習モデルのうちの前記1つの少なくとも1つの重みを調整することと、を更に含む、請求項10に記載の方法。
  12. システムであって、
    ユーザによって着用された連続グルコースモニタリング(CGM)システムによって提供されたグルコース測定値、及び前記ユーザに関連付けられた追加データを維持するための記憶デバイスと、
    ある時間に続くある時間間隔にわたって、グルコース測定値予測を生成するための複数の機械学習モデルの積み重ねであって、前記グルコース測定値予測が、前記複数の機械学習モデルのうちの少なくとも1つへの入力として、前記時点までの前記グルコース測定値のうちの少なくとも一部分、及び前記複数の機械学習モデルのうちの少なくとも1つによって生成された出力を提供することによって生成される、複数の機械学習モデルの積み重ねと、を備える、システム。
  13. 前記複数の機械学習モデルのうちの1つが、前記グルコース測定値予測を反復的に生成することを予測するように構成された、リカレントニューラルネットワークであり、各反復が、前記グルコース測定値予測の一部分に対する測定値を生成する、請求項12に記載のシステム。
  14. 前記複数の機械学習モデルのうちの別の1つが、イベント予測に関するフィードバックで更新される、強化学習モデルである、請求項13に記載のシステム。
  15. 前記グルコース測定値予測に基づいて通知を生成し、かつネットワークを介して、出力のために、1つ以上のコンピューティングデバイスに前記通知を通信するためのデータ分析プラットフォームを更に備える、請求項12に記載のシステム。
  16. ユーザ母集団のグルコース測定値又は前記ユーザ母集団に関連付けられた追加データのうちの少なくとも1つを使用して、前記複数のニューラルネットワークの各々を訓練するように構成されたモデルマネージャを更に備える、請求項12に記載のシステム。
  17. 前記複数のニューラルネットワークのうちの前記少なくとも1つによって生成された前記出力を識別し、かつ前記出力に関連付けられた信頼性レベルに基づいて、前記複数のニューラルネットワークのうちの前記少なくとも1つへの入力として、前記出力を提供するように構成された信頼性フィルタリングマネージャを更に備える、請求項12に記載のシステム。
  18. 方法であって、
    ある時点までのユーザの挙動を記載するデータを受信することと、
    積み重ねられた構成で配置された複数の機械学習モデルのうちの1つへの入力として、前記ユーザの挙動を記載する前記データを提供することによって、イベントが、前記時点に続くある時間間隔中に発生するかどうかを記載するイベント予測を生成することと、
    前記時点までの前記ユーザに対するグルコース測定値を受信することであって、前記グルコース測定値が、前記ユーザによって着用された連続グルコースモニタリングシステムによって提供される、受信することと、
    前記積み重ねられた構成で配置された前記複数の機械学習モデルのうちの1つへの入力として、前記イベント予測及び前記グルコース測定値を提供することによって、前記時点に続く前記時間間隔に対するグルコース測定値予測を生成することと、
    前記グルコース測定値予測を出力することと、を含む、方法。
  19. 前記グルコース測定値予測を生成するために使用される前記機械学習モデルへの入力として、前記イベント予測を提供することが、前記イベント予測を生成するために使用される前記機械学習モデルに関連付けられた信頼性閾値に基づいて、前記イベント予測に関連付けられた情報をフィルタリングすることを含む、請求項18に記載の方法。
  20. 前記イベント予測を生成するように構成された前記機械学習モデルを、
    ユーザ母集団のユーザに対するユーザ挙動を記載するデータを受信することと、
    訓練データのインスタンスを、
    イベントに対する、前記ユーザ母集団のうちの少なくとも1人のユーザの応答を記載するために使用可能な共通パターンを示す挙動データを選択することと、
    前記イベントに対するイベントプロファイルを定義することであって、前記イベントプロファイルが、前記イベントのタイプ及び前記イベントへの前記応答を指定する、定義することと、によって、生成することと、
    前記イベント予測を生成するために使用される前記機械学習モデルを訓練して、前記訓練データのインスタンスを使用して、前記イベントの発生を、
    前記訓練データのインスタンスを前記機械学習モデルに提供することと、
    各訓練データのインスタンスに対して、前記イベントが、前記訓練データのインスタンスに含まれる時間にわたって発生するかどうかを示すイベント予測を、前記機械学習モデルから受信することと、
    各訓練データのインスタンスに対して、前記イベント予測を前記イベントプロファイルと比較することと、
    前記比較することに基づいて、前記機械学習モデルの少なくとも1つの重みを調整することと、によって、予測することと、によって訓練することを更に含む、請求項18に記載の方法。
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