L'approche retenue pour le modèle prédictif est celle de la logique floue. On peut donner principalement deux raisons à ce choix :
Dans le cas où le diabétique dispose d'un carnet de relevés glycémiques, on peut effectuer un apprentissage supervisé qui initialise les règles floues. Dans le cas contraires, des règles génériques basées sur l'expérience des diabétologues, comme évoqué précédemment, sont écrites.
Le système prédictif a été décomposé en deux SIF de type Takagi-Sugeno, l'un préprandial (avant le repas) et l'autre postprandial (après le repas). Les entrées "nature du repas" et "activité physique prévue" ne sont en effet pas actives simultanément. Le fait de réduire ainsi le nombre d'entrées dans les premisses conduit pour chaque SIF à un nombre de règles moins important, ce qui en facilite l'interprétabilité.
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SIF utilisés |
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De toutes les entrées, la glycémie mesurée constitue l'information la plus précise. Il s'agit de prélever une goutte de sang à l'aide d'un autopiqueur, qu'un lecteur analyse afin de donner la valeur de la glycémie courante. Cet appareil est d'une bonne exactitude.
Ces deux paramètres sont les entrées des SIF qui peuvent se révéler
les plus imprécises car elles sont fondées sur une estimation
a priori de l'utilisateur. Or celui-ci peut se méprendre. En effet, donner
une appréciation de la teneur en sucre d'un repas nécessite des
notions de diététique, ce qui n'est pas le cas chez tous les diabétiques.
Cela requiert non-seulement la connaissance de la valeur glucidique de chaque
aliment de manière séparée, mais également la conscience des
implications des associations alimentaires. Par exemple, les glucides contenus
dans une pomme de terre ne seront pas assimilés de la même manière
si cette dernière est consommée seule ou avec du pain.
D'autre part, même dans le cas d'un utilisateur expérimenté,
des imprévus peuvent contrarier ses projets. On peut par exemple envisager
une intention de pratiquer un sport de plein air découragée par
l'arrivée de la pluie.
Les courbes présentées dans la section
insulinothérapie sont approximées de manière interne de façon relativement grossière.
En effet, une modélisation plus fine serait inutile étant données
les incertitudes qui existent par ailleurs. De plus, l'action
des différents types d'insuline varie selon les organismes.
Individuellement, la courbe du pouvoir hypoglycémiant d'un type d'insuline
est approximée par une fonction affine ainsi décrite :
Les paramètres intervenant dans la modélisation de cette courbe ont initialement des valeurs par défaut mais son configurables par le diabétique, comme décrit dans le manuel utilisateur.
Nous venons de voir la manière dont est modélisée l'action d'une injection d'insuline, de manière individuelle. Or le pouvoir hypoglycémiant de l'insuline active dans l'organisme à un moment donné résulte de plusieurs injections d'insuline différentes. En effet, comme nous l'avons vu dans la section insulinothérapie, les insulines lente et rapide s'utilisent conjointement. Dès lors, il faut considérer pour calculer le pouvoir hypoglycémiant à un moment donné l'additivité des pouvoirs hypoglycémiant des insulines lente et rapide. De plus, pour un même type d'insuline, l'action d'une injection peut se prolonger après le début de l'injection suivante. La figure ci-dessous représente le recouvrement des actions dues à l'insuline au cours d'une journée ou un diabétique effectuerait une injection d'insuline lente le matin et le soir, ainsi qu'une injection d'insuline rapide avant chaque repas.
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Additivité du pouvoir hypoglycémiant de plusieurs injections d'insuline |
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Les sous-ensembles flous constituant les partitions des entrées et de la conclusion
sont représentés ci-dessous.
La glycémie mesurée étant, comme nous l'avons dit, une
entrée précise, nous avons partitionné celle-ci
en quatre sous-ensemble flous. Une glycémie normale mesurée à jeun se situe autour de
1g/l, un peu plus après le repas.
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Partition floue de la variable "Glycémie" |
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Les entrées "nature du repas" et "activité physique" étant
imprécises, elles sont partitionnées chacune en deux sous-ensembles
flous.
Elles ne sont pas liées à une unité de mesure numérique,
l'utilisateur indique son estimation à l'aide d'un ascenceur graphique.
Elles sont codées en interne par une valeur comprise entre 0 et 1, 0
correspondant à une activité physique ou une teneur en sucre du
repas minimale.
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Partition floue de la variable "Nature du repas" | Partition floue de la variable "Activité physique" |
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Nous avons représenté le pouvoir hypoglycémiant de la résultante des injections d'insulines à un moment donné par une variable nommée pouvoir insulinique, partitionné en deux sous-ensembles flous. Voir le détail du calcul pour une injection donnée.
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Partition floue de la variable "Pouvoir insulinique" |
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Enfin, la variable "variation de la glycémie" a été partitionnée en neuf sous-ensembles, ce qui permettra un choix mesuré lors de l'attribution initiale d'une conclusion qualitative à chaque règle
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Partition floue de la conclusion "Variation de la glycémie" |
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Glycémie actuelle | Insuline | Nature du repas | Variation de la glycémie |
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hypoglycémie | faible | non sucré | |
hypoglycémie | faible | sucré | |
hypoglycémie | élevée | non sucré | |
hypoglycémie | élevée | sucré | |
normale | faible | non sucré | |
normale | faible | sucré | |
normale | élevée | non sucré | |
normale | élevée | sucré | |
élevée | faible | non sucré | |
élevée | faible | sucré | |
élevée | élevée | non sucré | |
élevée | élevée | sucré | |
hyperglycémie | faible | non sucré | |
hyperglycémie | faible | sucré | |
hyperglycémie | élevée | non sucré | |
hyperglycémie | élevée | sucré |
Glycémie actuelle | Insuline | Activité physique | Variation de la glycémie |
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hypoglycémie | faible | calme | |
hypoglycémie | faible | élevée | |
hypoglycémie | élevée | calme | |
hypoglycémie | élevée | élevée | |
normale | faible | calme | |
normale | faible | élevée | |
normale | élevée | calme | |
normale | élevée | élevée | |
élevée | faible | calme | |
élevée | faible | élevée | |
élevée | élevée | calme | |
élevée | élevée | élevée | |
hyperglycémie | faible | calme | |
hyperglycémie | faible | élevée | |
hyperglycémie | élevée | calme | |
hyperglycémie | élevée | élevée |