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Machine learning methods to improve insulin sensitivity forecasting in glycemic control

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Frambach, Julien ULiège
Promoteur(s) : Desaive, Thomas ULiège
Date de soutenance : 4-sep-2023/5-sep-2023 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/18224
Détails
Titre : Machine learning methods to improve insulin sensitivity forecasting in glycemic control
Auteur : Frambach, Julien ULiège
Date de soutenance  : 4-sep-2023/5-sep-2023
Promoteur(s) : Desaive, Thomas ULiège
Membre(s) du jury : Uyttendaele, Vincent ULiège
Chase, Geoff 
Louppe, Gilles ULiège
Langue : Anglais
Mots-clés : [en] Machine learning, Glycemic control, insulin sensitivity
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie civile
Public cible : Professionnels du domaine
Etudiants
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master : ingénieur civil électricien, à finalité spécialisée en "electronic systems and devices"
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] Stress-induced hyperglycemia is a common complication among critically ill patients in the in-
tensive care unit. This health condition poses significant dangers, as it can increase the risks
of morbidity and mortality. Glycaemic control has been shown beneficial for these patients but
hard to achieve safely and consistently. STAR is a patient-specific, model-based glucose control
protocol framework successfully providing safe and effective blood glucose control within nor-
moglyceic range using insulin and nutrition as treatments. The STAR protocol has undergone
clinical validation, a challenging task due to glycemic variability and the need to prevent hypo-
glycemic episodes.
Currently, the STAR protocol uses a kernel density approach to predict the 5th and 95th
percentiles of the insulin sensitivity within 1-3 hourly intervals. Forecasting insulin sensitivity is
an important criterion of the STAR protocol to give the best treatment for the patient. Specif-
ically, the STAR 3D model leverages the past two values to predict the distributions of insulin
sensitivity and recommend the optimal treatment based on predicted risks. However, there is
an opportunity to enhance the current model by incorporating machine learning techniques.
This thesis explores the application of various machine learning models using quantile regres-
sion to forecast these percentiles. The aim is to improve prediction accuracy and subsequently
enhance patient safety within the intensive care unit environment.
The findings from these machine learning models highlight the challenge of achieving sub-
stantial prediction improvements using only two input features. The solution lies in increasing
the number of features, thereby enhancing prediction performance and potentially reducing the
occurrence of both hypoglycemic and hyperglycemic episodes among patients.


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Annexe(s)

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Description: Abstract
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Auteur

  • Frambach, Julien ULiège Université de Liège > Master ingé. civ. électr., à fin.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Uyttendaele, Vincent ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'astrophys., géophysique et océanographie (AGO) > Thermodynamique des phénomènes irréversibles
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Chase, Geoff University of Canterbury
  • Louppe, Gilles ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Big Data
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
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