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JP6843109B2 - Medical data structure - Google Patents
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JP6843109B2 - Medical data structure - Google Patents

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Description

本発明は、医療用のデータ構造に関する。 The present invention relates to medical data structures.

グラフ構造のデータを深層学習することが可能なグラフ構造学習技術(以降、このようなグラフ構造学習を行う装置の一形態を「ディープテンソル(DeepTensor:DT)」と呼ぶ。)が知られている。DTは、入力としてグラフ構造を用い、グラフ構造をテンソルデータ(以下では、テンソルと記載する場合がある)として扱う。そして、DTでは、予測に寄与するグラフの部分構造(テンソルの部分パターン)をコアテンソルとして抽出することで、高精度な予測を実現する。 A graph structure learning technique capable of deep learning of graph structure data (hereinafter, a form of a device for performing such graph structure learning is referred to as a "DeepTensor (DT)") is known. .. The DT uses a graph structure as an input, and treats the graph structure as tensor data (hereinafter, may be referred to as a tensor). Then, in DT, highly accurate prediction is realized by extracting the partial structure of the graph (partial pattern of the tensor) that contributes to the prediction as a core tensor.

特開平08−329196号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 08-329196

しかしながら、上記DTでは、コアテンソルで部分的な共通パターンを処理することができるが、部分的なテンソル上は類似しているが実はデータ全体でみると特徴が異なるデータも同じ共通パターンとして処理される場合があり、予測精度が低下する。 However, in the above DT, although the core tensor can process a partial common pattern, data that are similar on the partial tensor but have different characteristics as a whole are actually processed as the same common pattern. In some cases, the prediction accuracy is reduced.

例えば、出勤簿データをDTで学習する場合、体調不良者の出勤簿データおよび通常者の出勤簿データをDTに入力して予測モデルを学習する。そして、学習済みの予測モデルに、判別対象者の出勤簿データを入力して、判別対象者が療養(休職)する可能性を予測する。 For example, when learning attendance record data by DT, the attendance record data of a person with poor physical condition and the attendance record data of a normal person are input to DT to learn a prediction model. Then, the attendance record data of the discriminant target person is input to the trained prediction model to predict the possibility that the discrimination target person will be treated (leave work).

このような学習では、過去にメンタル疾患などを発症して療養経験のある既往者の出勤簿データが、復職して通常勤務している状態であっても、休暇や遅刻が頻出するなど、乱れがあることがある。このとき、新規療養前の兆候である出勤の乱れがある出勤簿データと、部分的なテンソル上では似た状態になることがある。しかし、その後で療養が発生するとは限らない。よって、既往者の出勤簿データがノイズとなり、新規療養者の予測精度を低下させる。なお、療養予測に限らず、入院予測などでも同様である。 In such learning, the attendance record data of a person who has developed a mental illness in the past and has undergone medical treatment is disturbed, such as frequent vacations and late arrivals even if he / she returns to work and is working normally. There may be. At this time, the attendance record data with disordered attendance, which is a sign before new medical treatment, may be in a similar state on a partial tensor. However, medical treatment does not always occur after that. Therefore, the attendance record data of the past person becomes noise, and the prediction accuracy of the new medical treatment person is lowered. The same applies not only to medical treatment predictions but also to hospitalization predictions.

一つの側面では、予測精度の劣化を抑制することができる医療用のデータ構造を提供することを目的とする。 One aspect is to provide a medical data structure that can suppress the deterioration of prediction accuracy.

第1の案では、医療用のデータ構造は、複数の要素から構成される患者の診療データと、前記患者が入院した経験がある体調不良者または前記患者が入院したことがない通常者かのいずれかを特定する罹患情報と、を含む。学習装置は、ターゲットコアテンソルと、過去に入院経験があるが退院している回復患者の診療データへの重み付けルールとを記憶する記憶部と、前記診療データからテンソルデータを生成する生成部とを有する。データ構造は、学習装置が、前記患者が前記回復患者に該当する場合、前記重み付けルールにしたがって、前記診療データのいずれかの要素の重みを変更して前記テンソルデータを変更し、前記ターゲットコアテンソルと類似するように前記変更されたテンソルデータからコアテンソルを生成し、ディープテンソルを用いた学習器に前記コアテンソルを入力して教師有学習を実行する処理に用いられる。 In the first proposal, the medical data structure is composed of a patient's medical data composed of a plurality of elements, and whether the patient is in poor physical condition who has been hospitalized or a normal person who has never been hospitalized. Includes disease information to identify any. The learning device includes a storage unit that stores a target core tensor, a storage unit that stores a weighting rule for medical data of a recovery patient who has been hospitalized in the past but has been discharged from the hospital, and a generation unit that generates tensor data from the medical data. Have. In the data structure, when the patient corresponds to the recovery patient, the learning device changes the weight of any element of the medical care data to change the tensor data according to the weighting rule, and the target core tensor. A core tensor is generated from the modified tensor data so as to be similar to the above, and the core tensor is input to a learner using a deep tensor and used in a process of executing supervised learning.

一実施形態によれば、予測精度の劣化を抑制することができる。 According to one embodiment, deterioration of prediction accuracy can be suppressed.

図1は、実施例1にかかる機械学習の全体例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an overall example of machine learning according to the first embodiment. 図2は、学習データの例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of learning data. 図3は、グラフ構造とテンソルとの関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the graph structure and the tensor. 図4は、部分グラフ構造の抽出の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of extraction of a subgraph structure. 図5は、ディープテンソルの学習例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a learning example of a deep tensor. 図6は、実施例1にかかる学習装置の機能構成を示す機能ブロック図である。FIG. 6 is a functional block diagram showing a functional configuration of the learning device according to the first embodiment. 図7は、重み情報DBに記憶される重み情報の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of weight information stored in the weight information DB. 図8は、出勤簿データDBに記憶される情報の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of information stored in the attendance record data DB. 図9は、学習データDBに記憶される情報の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of information stored in the learning data DB. 図10は、療養期間の判定と重み設定を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the determination of the medical treatment period and the weight setting. 図11は、テンソル化を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating tensorization. 図12は、テンソルデータの比較例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a comparative example of tensor data. 図13は、既往者のテンソルデータ上における重み変更を説明する図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the weight change on the tensor data of the past person. 図14は、重み変更の対象外である学習データを説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating learning data that is not subject to weight change. 図15は、重み変更の対象である学習データを説明する図である。FIG. 15 is a diagram for explaining the learning data that is the target of the weight change. 図16は、重み変更が与える影響を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating the effect of the weight change. 図17は、学習処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart showing the flow of the learning process. 図18は、予測時の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart showing a processing flow at the time of prediction. 図19は、実施例2にかかる学習データの例を説明する図である。FIG. 19 is a diagram illustrating an example of learning data according to the second embodiment. 図20は、入院期間の判定と重み設定を説明する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating determination of hospitalization period and weight setting. 図21は、実施例2にかかるテンソル化を説明する図である。FIG. 21 is a diagram illustrating the tensorization according to the second embodiment. 図22は、ハードウェア構成例を説明する図である。FIG. 22 is a diagram illustrating a hardware configuration example.

以下に、本願の開示する医療用のデータ構造の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、各実施例は、矛盾のない範囲内で適宜組み合わせることができる。 Hereinafter, examples of the medical data structure disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In addition, each embodiment can be appropriately combined within a consistent range.

[全体例]
近年、従業員の体調管理などは、企業にとっても取り組むべき重要な事項に位置づけられており、従業員の出勤簿データから、数か月先のメンタル不調を予測し、カウンセリング等の対応を早期に実施することが行われている。一般的には、専任スタッフが、膨大な人数の従業員の出勤簿データを閲覧し、頻繁な出張、長時間残業、連続する欠勤、無断欠勤、これらの組合せなどの特徴的なパターンの勤務状態に該当する従業員を目視で探している。このような特徴的なパターンは、各専任スタッフにより基準が異なることもあり、明確に定義することが難しい。
[Overall example]
In recent years, employee physical condition management has been positioned as an important issue for companies to tackle, and from employee attendance record data, it is possible to predict mental illness several months in the future and take early measures such as counseling. It is being done. In general, full-time staff browses the attendance record data of a huge number of employees and has characteristic patterns of work conditions such as frequent business trips, long overtime, continuous absenteeism, absenteeism, and combinations of these. We are visually looking for employees who fall under. It is difficult to clearly define such a characteristic pattern because the standards may differ depending on each dedicated staff.

そこで、本実施例では、ディープテンソルを用いた深層学習の一例として、従業員等の出勤簿データを学習対象とし、体調不良者の出勤簿データおよび通常者の出勤簿データをディープテンソルに入力して従業員のメンタル不調を予測する予測モデルを学習する。 Therefore, in this embodiment, as an example of deep learning using the deep tensor, the attendance record data of employees and the like is targeted for learning, and the attendance record data of the poorly ill person and the attendance record data of the normal person are input to the deep tensor. Learn a predictive model that predicts employee mental health problems.

図1は、実施例1にかかる機械学習の全体例を説明する図である。図1に示すように、実施例1にかかる学習装置100は、社員の日々の出勤、退勤時間、休暇取得、出張などの状況を含む出勤簿データを機械学習して予測モデルを生成する。そして、学習装置100は、学習後の予測モデルを用いて、予測対象のある社員の出勤簿データから、当該社員が療養(休職)するか療養しないかを予測するコンピュータ装置の一例である。なお、ここでは、学習装置100が学習処理と予測処理とを実行する例で説明するが、別々の装置で実行することもできる。 FIG. 1 is a diagram illustrating an overall example of machine learning according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the learning device 100 according to the first embodiment machine-learns attendance record data including situations such as daily commuting, leaving time, vacation acquisition, and business trip of an employee to generate a prediction model. The learning device 100 is an example of a computer device that predicts whether or not the employee will be treated (leave) or not from the attendance record data of the employee to be predicted by using the prediction model after learning. Although the example in which the learning device 100 executes the learning process and the prediction process will be described here, they can also be executed by separate devices.

例えば、学習装置100は、複数の要素から構成される従業員の出勤簿データと、従業員が療養した経験がある体調不良者か療養したことがない通常者か否かを特定する従業員情報(ラベル)と、を含む学習データを記憶する。また、学習装置100は、ターゲットコアテンソルと過去に療養経験があるが復職している従業員を示す既往者の出勤簿データへの重み付けルールとを記憶する。 For example, the learning device 100 includes employee attendance record data composed of a plurality of elements, and employee information that identifies whether the employee is a poorly ill person who has been treated or a normal person who has never been treated. (Label) and the learning data including. Further, the learning device 100 stores the target core tensor and the weighting rule for the attendance record data of the past person indicating the employee who has received medical treatment in the past but has returned to work.

このような状態で、学習装置100は、既往者に該当しない学習データに対しては、テンソル化対象の出勤簿データに対する重みを変更することなく(例えば1のまま)、テンソル化を実行する。そして、学習装置100は、テンソル化されたテンソルデータをテンソル分解して、ターゲットコアテンソルに類似するようにコアテンソルを生成する。その後、学習装置100は、ディープテンソルを用いた学習器にコアテンソルを入力して教師有学習を実行する。 In such a state, the learning device 100 executes tensorization on the learning data that does not correspond to the past person without changing the weight of the attendance record data to be tensorized (for example, it remains 1). Then, the learning device 100 decomposes the tensorized tensor data into tensors to generate a core tensor so as to resemble the target core tensor. After that, the learning device 100 inputs the core tensor into the learning device using the deep tensor and executes the supervised learning.

一方、学習装置100は、既往者に該当する学習データに対しては、予め記憶する重みづけルールにしたがって、テンソル化対象の出勤簿データのいずれかの要素の重みを変更してテンソルデータを変更する。そして、学習装置100は、重みが変更されたデータをテンソル分解して、ターゲットコアテンソルと類似するようにコアテンソルを生成する。その後、学習装置100は、ディープテンソルを用いた学習器にコアテンソルを入力して教師有学習を実行する。 On the other hand, the learning device 100 changes the tensor data by changing the weight of any element of the attendance record data to be tensorized according to the weighting rule stored in advance for the learning data corresponding to the past person. To do. Then, the learning device 100 decomposes the weight-changed data into tensors to generate a core tensor similar to the target core tensor. After that, the learning device 100 inputs the core tensor into the learning device using the deep tensor and executes the supervised learning.

ここで、ディープテンソルに入力する学習データについて説明する。図2は、学習データの例を説明する図である。学習データは、6か月ごとの出勤簿データと、その6か月以降から3か月以内に療養実績があるか否かを示すラベルとから構成される。図2の(a)は、ラベル(療養あり)が付される体調不良者の出勤簿データであり、図2の(b)は、療養しなかったラベル(療養なし)が付される通常者の出勤簿データである。図2に示すように、実施例1にかかる学習装置100は、「6か月分の出勤簿データ、ラベル(療養あり)」と、「6か月分の出勤簿データ、ラベル(療養なし)」とを学習データとして予測モデルを学習する。学習装置100は、学習後、ある人の6か月分の出勤簿データから3か月以内に療養するか否かを予測する。なお、図2内の網掛けは、休暇を示す。 Here, the learning data to be input to the deep tensor will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of learning data. The learning data is composed of attendance record data every 6 months and a label indicating whether or not there is a medical treatment record within 3 months from the 6th month onward. FIG. 2 (a) is attendance record data of a person with poor physical condition with a label (with medical treatment), and FIG. 2 (b) is a normal person with a label without medical treatment (without medical treatment). Attendance record data. As shown in FIG. 2, the learning device 100 according to the first embodiment has "6 months'worth of attendance record data and label (with medical treatment)" and "6 months' worth of attendance record data and label (without medical treatment)". The prediction model is trained using "and" as training data. The learning device 100 predicts whether or not to receive medical treatment within 3 months from the attendance record data for 6 months of a certain person after learning. The shaded area in FIG. 2 indicates a vacation.

次に、ディープテンソルについて説明する。ディープテンソルとは、テンソル(グラフ情報)を入力とするディープラーニングであり、ニューラルネットワークの学習とともに、判別に寄与する部分グラフ構造を自動的に抽出する。この抽出処理は、ニューラルネットワークの学習とともに、入力テンソルデータのテンソル分解のパラメータを学習することによって実現される。 Next, the deep tensor will be described. Deep tensor is deep learning that inputs tensor (graph information), and automatically extracts a subgraph structure that contributes to discrimination along with learning of a neural network. This extraction process is realized by learning the parameters of the tensor decomposition of the input tensor data together with the learning of the neural network.

次に、図3および図4を用いてグラフ構造について説明する。図3は、グラフ構造とテンソルとの関係の一例を示す図である。図3に示すグラフ20は、4つのノードがノード間の関係性(例えば「相関係数が所定値以上」)を示すエッジで結ばれている。なお、エッジで結ばれていないノード間は、当該関係性がないことを示す。グラフ20を2階のテンソル、つまり行列で表す場合、例えば、ノードの左側の番号に基づく行列表現は「行列A」で表され、ノードの右側の番号(囲み線で囲んだ数字)に基づく行列表現は「行列B」で表される。これらの行列の各成分は、ノード間が結ばれている(接続している)場合「1」で表され、ノード間が結ばれていない(接続していない)場合「0」で表される。以下の説明では、この様な行列を接続行列ともいう。ここで、「行列B」は、「行列A」の2,3行目および2,3列目を同時に置換することで生成できる。ディープテンソルでは、この様な置換処理を用いることで順序の違いを無視して処理を行う。すなわち、「行列A」および「行列B」は、ディープテンソルでは順序性が無視され、同じグラフとして扱われる。なお、3階以上のテンソルについても同様の処理となる。 Next, the graph structure will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the graph structure and the tensor. In the graph 20 shown in FIG. 3, four nodes are connected by edges showing the relationship between the nodes (for example, “correlation coefficient is equal to or higher than a predetermined value”). It is shown that there is no such relationship between the nodes that are not connected by the edge. When the graph 20 is represented by a second-order tensor, that is, a matrix, for example, the matrix representation based on the number on the left side of the node is represented by "matrix A", and the matrix based on the number on the right side of the node (the number surrounded by the box). The representation is represented by "matrix B". Each component of these matrices is represented by "1" when the nodes are connected (connected), and is represented by "0" when the nodes are not connected (not connected). .. In the following description, such a matrix is also referred to as a connection matrix. Here, the "matrix B" can be generated by simultaneously replacing the second and third rows and the second and third columns of the "matrix A". In the deep tensor, by using such a replacement process, the process is performed ignoring the difference in order. That is, "matrix A" and "matrix B" are treated as the same graph, ignoring the order in the deep tensor. The same process applies to tensors on the third floor and above.

図4は、部分グラフ構造の抽出の一例を示す図である。図4に示すグラフ21は、6つのノードがエッジで結ばれたものである。グラフ21は、行列(テンソル)で表すと行列22に示すように表現できる。行列22に対して、特定の行および列を入れ替える演算、特定の行および列を抽出する演算、ならびに、接続行列における非ゼロ要素をゼロに置換する演算を組み合わせることで、部分グラフ構造を抽出できる。例えば、行列22の「ノード1,4,5」に対応する行列を抽出すると、行列23となる。次に、行列23の「ノード4,5」間の値をゼロに置換すると、行列24となる。行列24に対応する部分グラフ構造は、グラフ25となる。 FIG. 4 is a diagram showing an example of extraction of a subgraph structure. In the graph 21 shown in FIG. 4, six nodes are connected by an edge. The graph 21 can be expressed as shown in the matrix 22 when expressed by a matrix (tensor). A subgraph structure can be extracted by combining the operation of exchanging specific rows and columns, the operation of extracting specific rows and columns, and the operation of replacing non-zero elements in the connection matrix with zero for the matrix 22. .. For example, if the matrix corresponding to "nodes 1, 4, 5" of the matrix 22 is extracted, the matrix 23 is obtained. Next, when the value between "nodes 4 and 5" of the matrix 23 is replaced with zero, the matrix 24 is obtained. The subgraph structure corresponding to the matrix 24 is the graph 25.

このような部分グラフ構造の抽出処理は、テンソル分解と呼ばれる数学的演算によって実現される。テンソル分解とは、入力されたn階テンソルをn階以下のテンソルの積で近似する演算である。例えば、入力されたn階テンソルを1つのn階テンソル(コアテンソルと呼ばれる。)、および、より低階のn個のテンソル(n>2の場合、通常は2階のテンソル、つまり行列が用いられる。)の積で近似する。この分解は一意ではなく、入力データが表すグラフ構造中の任意の部分グラフ構造をコアテンソルに含める事ができる。 The extraction process of such a subgraph structure is realized by a mathematical operation called tensor decomposition. The tensor decomposition is an operation that approximates the input n-th order tensor by the product of the n-th order and lower tensors. For example, when the input n-th order tensor is one n-th order tensor (called a core tensor) and n lower-order tensors (n> 2, the second-order tensor, that is, a matrix is usually used. ) Is approximated by the product. This decomposition is not unique and the core tensor can contain any subgraph structure in the graph structure represented by the input data.

なお、出勤簿データは、複数のノードと複数のノードを接続するエッジとから成るグラフデータを構成することができる。ここで、複数のノードは、日付、月度および出欠区分のノードから構成される。日付、月度および出欠区分のノードは、日付、月度および出欠区分の数だけそれぞれ存在する。各ノードには、日付、月度および出欠区分の状況に応じた値が格納される。例えば、日付が1なら値「1」、出欠区分が「休暇」なら値「2」で「出社」なら値「1」などが設定される。エッジは、日付のノードと、月度のノードと、出欠区分のノードのうち関連のあるノードを接続される。 The attendance record data can be composed of graph data including a plurality of nodes and an edge connecting the plurality of nodes. Here, the plurality of nodes are composed of nodes of date, month, and attendance classification. There are as many date, month, and attendance nodes as there are dates, months, and attendance categories, respectively. Each node stores values according to the date, month, and attendance classification status. For example, if the date is 1, a value "1" is set, if the attendance category is "vacation", a value "2" is set, and if "attendance", a value "1" is set. The edge is connected to the date node, the monthly node, and the related node of the attendance division node.

続いて、ディープテンソルの学習について説明する。図5は、ディープテンソルの学習例を説明する図である。図5に示すように、学習装置100は、療養ありなどの教師ラベル(ラベルA)が付された出勤簿データから入力テンソルを生成する。そして、学習装置100は、入力テンソルにテンソル分解を行って、初回にランダムに生成されたターゲットコアテンソルに類似するようにコアテンソルを生成する。そして、学習装置100は、コアテンソルをニューラルネットワーク(NN:Neural Network)に入力して分類結果(ラベルA:70%、ラベルB:30%)を得る。その後、学習装置100は、分類結果(ラベルA:70%、ラベルB:30%)と教師ラベル(ラベルA:100%、ラベルB:0%)との分類誤差を算出する。 Next, learning of the deep tensor will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a learning example of a deep tensor. As shown in FIG. 5, the learning device 100 generates an input tensor from attendance record data with a teacher label (label A) such as with medical treatment. Then, the learning device 100 performs tensor decomposition on the input tensor to generate a core tensor so as to resemble the target core tensor randomly generated at the first time. Then, the learning device 100 inputs the core tensor into the neural network (NN: Neural Network) and obtains the classification result (label A: 70%, label B: 30%). After that, the learning device 100 calculates a classification error between the classification result (label A: 70%, label B: 30%) and the teacher label (label A: 100%, label B: 0%).

ここで、学習装置100は、誤差逆伝搬法を拡張した拡張誤差伝搬法を用いて予測モデルの学習およびテンソル分解の方法の学習を実行する。すなわち、学習装置100は、NNが有する入力層、中間層、出力層に対して、分類誤差を下層に伝搬させる形で、分類誤差を小さくするようにNNの各種パラメータを修正する。さらに、学習装置100は、分類誤差をターゲットコアテンソルまで伝搬させ、予測に寄与するグラフの部分構造、すなわち体調不良者の特徴を示す特徴パターンもしくは通常者の特徴を示す特徴パターンに近づくように、ターゲットコアテンソルを修正する。 Here, the learning device 100 executes learning of the prediction model and learning of the tensor decomposition method by using the extended error propagation method which is an extension of the error back propagation method. That is, the learning device 100 modifies various parameters of the NN so as to reduce the classification error by propagating the classification error to the lower layer with respect to the input layer, the intermediate layer, and the output layer of the NN. Further, the learning device 100 propagates the classification error to the target core tensor so as to approach the partial structure of the graph that contributes to the prediction, that is, the feature pattern showing the characteristics of the poorly ill person or the feature pattern showing the characteristics of the normal person. Modify the target core tensor.

なお、学習後の予測時には、テンソル分解により、ターゲットコアテンソルに類似するように、入力テンソルをコアテンソル(入力テンソルの部分パターン)に変換し、コアテンソルをニューラルネットに入力することで、予測結果を得ることができる。 At the time of prediction after training, the input tensor is converted to a core tensor (partial pattern of the input tensor) by tensor decomposition so that it resembles the target core tensor, and the core tensor is input to the neural net. Can be obtained.

そして、学習装置100は、通常者と体調不良者のそれぞれの出勤簿データから生成されたテンソルを用いて学習する際に、1つの学習データとして切り出された期間(例えば、6か月+ラベル用の3か月)内に療養が含まれるか否かに関わらず、出勤簿データの全期間を参照し、過去に療養経験がある者(既往者)を特定する。そして、学習装置100は、コアテンソル化(部分パターン抽出)した際に、療養前の兆候となる乱れた出勤簿のパターンと部分的に類似のデータを持つ恐れがある既往者の療養明け(復職後)期間のデータについてのテンソルの重みを減らす。 Then, the learning device 100 is used for a period (for example, 6 months + label) cut out as one learning data when learning using the tensors generated from the attendance record data of the normal person and the poor physical condition. Regardless of whether or not medical treatment is included within (3 months), the entire period of attendance record data is referred to to identify persons who have medical treatment experience (previous persons) in the past. Then, when the learning device 100 is converted into a core tensor (partial pattern extraction), the learning device 100 may have data partially similar to the disordered attendance record pattern, which is a sign before medical treatment. Later) Reduce the weight of the tensor for the period data.

このようにすることで、学習装置100は、既往者の出勤簿データが、休暇や遅刻が頻発するなど、新規に療養に入る前の体調不良者の出勤簿データと部分的に類似していても、既往者と体調不良者(新規療養者)とを別々のコアテンソルと抽出することができる。よって、学習装置100は、体調不良者の特徴を正確に学習することができるので、新規療養の予測精度の劣化を抑制することができる。 By doing so, in the learning device 100, the attendance record data of the past person is partially similar to the attendance record data of the person who is in poor physical condition before starting new medical treatment, such as frequent vacations and late arrivals. However, a person with a history and a person with poor physical condition (new medical treatment person) can be extracted as separate core tensors. Therefore, since the learning device 100 can accurately learn the characteristics of the person who is in poor physical condition, it is possible to suppress the deterioration of the prediction accuracy of the new medical treatment.

[機能構成]
図6は、実施例1にかかる学習装置100の機能構成を示す機能ブロック図である。図6に示すように、学習装置100は、通信部101、記憶部102、制御部110を有する。
[Functional configuration]
FIG. 6 is a functional block diagram showing a functional configuration of the learning device 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the learning device 100 includes a communication unit 101, a storage unit 102, and a control unit 110.

通信部101は、他の装置との通信を制御する処理部であり、例えば通信インタフェースである。例えば、通信部101は、管理者の端末から、処理開始指示、学習データ、学習データがテンソル化された入力テンソルなどを受信する。また、通信部101は、管理者の端末に対して、学習結果や予測結果などを出力する。 The communication unit 101 is a processing unit that controls communication with other devices, and is, for example, a communication interface. For example, the communication unit 101 receives a processing start instruction, learning data, an input tensor in which the learning data is converted into a tensor, and the like from the terminal of the administrator. Further, the communication unit 101 outputs a learning result, a prediction result, and the like to the terminal of the administrator.

記憶部102は、プログラムやデータを記憶する記憶装置の一例であり、例えばメモリやハードディスクなどである。この記憶部102は、重み情報DB103、出勤簿データDB104、学習データDB105、テンソルDB106、学習結果DB107、予測対象DB108を記憶する。 The storage unit 102 is an example of a storage device that stores programs and data, such as a memory and a hard disk. The storage unit 102 stores the weight information DB 103, the attendance record data DB 104, the learning data DB 105, the tensor DB 106, the learning result DB 107, and the prediction target DB 108.

重み情報DB103は、テンソルデータに設定する重みの設定内容を示す重み付けルールを記憶するデータベースである。図7は、重み情報DB103に記憶される重み情報の例を示す図である。図7に示すように、重み情報DB103は、「種別、設定値(重み)」を対応付けて記憶する。ここで記憶される「種別」は、データの種別を示し、「設定値(重み)」は、設定する値を示す。 The weight information DB 103 is a database that stores a weighting rule indicating the setting content of the weight to be set in the tensor data. FIG. 7 is a diagram showing an example of weight information stored in the weight information DB 103. As shown in FIG. 7, the weight information DB 103 stores the "type and set value (weight)" in association with each other. The "type" stored here indicates the type of data, and the "set value (weight)" indicates the value to be set.

図7の例では、既往者の療養期間後のテンソルデータに対しては重み「0.5」を設定することを示し、それ以外のテンソルデータに対しては重み「1.0」を設定することを示す。なお、重み「1.0」とは、テンソルデータを変化させないと解釈することができるので、デフォルト値などを用いることができる。また、重み「0.5」とは、テンソルデータの重みの一部を変化させて重要度を下げることと解釈することができるので、デフォルト値よりも小さい値を採用することができる。なお、重みの設定は、月度や出欠区分などの要素ごとに設定することもできる。 In the example of FIG. 7, it is shown that the weight "0.5" is set for the tensor data after the medical treatment period of the past person, and the weight "1.0" is set for the other tensor data. Show that. Since the weight "1.0" can be interpreted as not changing the tensor data, a default value or the like can be used. Further, since the weight "0.5" can be interpreted as changing a part of the weight of the tensor data to lower the importance, a value smaller than the default value can be adopted. The weight can be set for each element such as monthly and attendance classification.

出勤簿データDB104は、社員等の出勤に関する出勤簿データを記憶するデータベースである。ここで記憶される出勤簿データは、各企業で使用される出勤簿をデータ化したものであり、公知の様々な出勤管理システムなどから取得することができる。図8は、出勤簿データDB104に記憶される情報の例を示す図である。図8に示すように、出勤簿データは、「従業員No、日付、曜日、出欠区分、出勤時刻、退勤時刻、残業時間、出張」を対応付けて記憶する。なお、出欠区分には、出社、療養、休暇などの種別が格納される。また、日付や曜日などは、出勤簿データを構成する要素の一例である。 The attendance record data DB 104 is a database that stores attendance record data related to attendance of employees and the like. The attendance record data stored here is a data of the attendance record used by each company, and can be obtained from various known attendance management systems and the like. FIG. 8 is a diagram showing an example of information stored in the attendance record data DB 104. As shown in FIG. 8, the attendance record data is stored in association with "employee No., date, day of the week, attendance classification, attendance time, leaving time, overtime hours, business trip". In the attendance classification, types such as attendance, medical treatment, and vacation are stored. In addition, dates and days of the week are examples of elements that make up attendance record data.

図8の例は、従業員No.100の従業員の出勤簿データを示している。例えば、図8の2行目は、「2015年4月2日木曜日」の出勤簿データであり、この日は、出張がなく、「8:49」に出社して「0:00」に退社し、残業時間が「360分」である例を示す。また、図8の7行目は、「2015年8月24日水曜日」の出勤簿データであり、この日から「2015年10月4日火曜日」まで「療養」したことを示す。なお、出勤簿データの単位は、日ごとに限らず、週単位や月単位であってもよい。 In the example of FIG. 8, the employee No. It shows attendance record data for 100 employees. For example, the second line in Fig. 8 is the attendance record data for "Thursday, April 2, 2015". On this day, there was no business trip, and I arrived at "8:49" and left at "0:00". However, an example is shown in which overtime hours are "360 minutes". In addition, the 7th line of FIG. 8 is the attendance record data of "Wednesday, August 24, 2015", and indicates that "recuperation" was performed from this day to "Tuesday, October 4, 2015". The unit of attendance record data is not limited to daily, but may be weekly or monthly.

学習データDB105は、テンソル化対象となる学習データを記憶するデータベースである。具体的には、学習データDB105は、出勤簿データを6か月の期間で切出されたデータと、ラベルの組となる各学習データを記憶する。 The learning data DB 105 is a database that stores learning data to be tensorized. Specifically, the learning data DB 105 stores data obtained by cutting out attendance record data in a period of 6 months and each learning data as a set of labels.

例えば、6か月の出勤簿データを1つの学習データとし、その後の3か月以内に療養した療養期間がある場合に、ラベルとして「療養あり」が設定され、その後の3か月以内に療養期間がない場合に、ラベルとして「療養なし」が設定される。なお、6か月の出勤簿データに療養期間が含まれている場合、そのデータは学習データとして採用されない。これは、予測時に、予測元のデータ(入力)となる6か月分の出勤簿データにすでに「療養」が入っている人は、明らかに直近で療養しているとわかっており、この先3か月の療養予測の対象にはしないためである。 For example, if 6 months of attendance record data is used as one learning data and there is a medical treatment period within the next 3 months, "with medical treatment" is set as a label, and medical treatment is performed within the following 3 months. If there is no period, "no medical treatment" is set as the label. If the 6-month attendance record data includes a medical treatment period, that data will not be adopted as learning data. This is because it is known that those who already have "medical treatment" in the attendance record data for 6 months, which is the data (input) of the prediction source at the time of prediction, are clearly receiving medical treatment most recently. This is because it is not included in the monthly medical treatment prediction.

図9は、学習データDB105に記憶される情報の例を示す図である。図9に示すように、学習データDB105は、「従業員、データ(説明変数)、ラベル(目的変数)」を対応付けて記憶する。ここで記憶される「従業員」は、学習データの生成元となった出勤簿データに対応する従業員であり、データを説明変数、ラベルを目的変数とする学習データが記憶される。 FIG. 9 is a diagram showing an example of information stored in the learning data DB 105. As shown in FIG. 9, the learning data DB 105 stores "employees, data (explanatory variables), labels (objective variables)" in association with each other. The "employee" stored here is an employee corresponding to the attendance record data that is the source of the learning data, and the learning data with the data as the explanatory variable and the label as the objective variable is stored.

図9の例では、従業員Aの1月から6月までの出勤簿データには、ラベルとして「療養なし」が設定されていることを示し、従業員Aの2月から7月までの出勤簿データには、ラベルとして「療養なし」が設定されていることを示す。また、従業員Aの3月から8月までの出勤簿データには、ラベルとして「療養あり」が設定されていることを示す。 In the example of FIG. 9, it is shown that "no medical treatment" is set as a label in the attendance record data of employee A from January to June, and employee A attends work from February to July. The book data indicates that "no medical treatment" is set as the label. In addition, it indicates that "with medical treatment" is set as a label in the attendance record data of employee A from March to August.

テンソルDB106は、各従業員の学習データから生成された各テンソル(テンソルデータ)を記憶するデータベースである。このテンソルDB106は、各テンソルとラベルとを対応付けたテンソルデータを記憶する。例えば、テンソルDB106は、「データNo、ラベル」として「テンソルNo.1、ラベル(療養なし)」や「テンソルNo.2、ラベル(療養あり)」などを記憶する。なお、ここで記憶される各テンソルは、学習装置100以外の別の装置で生成してもよく、学習装置100が生成することもできる。 The tensor DB 106 is a database that stores each tensor (tensor data) generated from the learning data of each employee. The tensor DB 106 stores tensor data in which each tensor and a label are associated with each other. For example, the tensor DB 106 stores "tensor No. 1, label (without medical treatment)", "tensor No. 2, label (with medical treatment)" and the like as "data No., label". Each tensor stored here may be generated by a device other than the learning device 100, or may be generated by the learning device 100.

学習結果DB107は、学習結果を記憶するデータベースである。例えば、学習結果DB107は、制御部110による学習データの判別結果(分類結果)、機械学習やディープラーニングによって学習された、NNの各種パラメータやディープテンソルの各種パラメータなどを記憶する。 The learning result DB 107 is a database that stores the learning results. For example, the learning result DB 107 stores the discrimination result (classification result) of the learning data by the control unit 110, various parameters of the NN and various parameters of the deep tensor learned by machine learning or deep learning.

予測対象DB108は、学習された予測モデルを用いて、新規に療養の有無を予測する対象の出勤簿データを記憶するデータベースである。例えば、予測対象DB108は、予測対象の出勤簿データ、または、予測対象の出勤簿データから生成されたテンソルなどを記憶する。 The prediction target DB 108 is a database that stores attendance record data of a target that newly predicts the presence or absence of medical treatment using a learned prediction model. For example, the forecast target DB 108 stores the forecast target attendance record data, the tensor generated from the forecast target attendance record data, and the like.

制御部110は、学習装置100全体の処理を司る処理部であり、例えばプロセッサなどである。この制御部110は、学習データ生成部111、既往者判定部112、重み設定部113、テンソル生成部114、学習部115、予測部116を有する。なお、学習データ生成部111、既往者判定部112、重み設定部113、テンソル生成部114、学習部115、予測部116は、プロセッサなどが有する電子回路やプロセッサなどが実行するプロセスの一例である。 The control unit 110 is a processing unit that controls the processing of the entire learning device 100, and is, for example, a processor. The control unit 110 includes a learning data generation unit 111, a history determination unit 112, a weight setting unit 113, a tensor generation unit 114, a learning unit 115, and a prediction unit 116. The learning data generation unit 111, the history determination unit 112, the weight setting unit 113, the tensor generation unit 114, the learning unit 115, and the prediction unit 116 are examples of processes executed by an electronic circuit such as a processor or a processor. ..

学習データ生成部111は、出勤簿データDB104に記憶される各出勤簿データから、始期の異なる一定期間のデータと、始期に対応したラベルの組となる学習データを生成する処理部である。具体的には、学習データ生成部111は、一人の出勤簿データから重複を許して、指定された期間のデータをサンプリングする。学習データ生成部111は、各出勤簿データから、期間のはじまり(始期)が異なる複数のデータを抽出し、各データについて、データの終期から3か月以内に療養期間があればラベル「療養あり」を設定し、データの終期から3か月以内に療養期間がなければラベル「療養なし」を設定する。その後、学習データ生成部111は、抽出したデータと設定したラベルとを対応付けた学習データを学習データDB105に格納する。 The learning data generation unit 111 is a processing unit that generates learning data that is a set of labels corresponding to the start period and data for a certain period having different start dates from each attendance record data stored in the attendance record data DB 104. Specifically, the learning data generation unit 111 allows duplication from the attendance record data of one person and samples the data for a specified period. The learning data generation unit 111 extracts a plurality of data having different start (start) of the period from each attendance record data, and if there is a medical treatment period within 3 months from the end of the data for each data, the label "There is medical treatment". , And if there is no medical treatment period within 3 months from the end of the data, set the label "No medical treatment". After that, the learning data generation unit 111 stores the learning data in which the extracted data and the set label are associated with each other in the learning data DB 105.

例えば、学習データ生成部111は、1月から12月の出勤簿データから、1月から6月の出勤簿データを抽出する。そして、学習データ生成部111は、7月から9月の3か月間に療養期間がない場合はラベル「療養なし」を、抽出した出勤簿データに付加して学習データを生成する。続いて、学習データ生成部111は、1月から12月の出勤簿データから、2月から7月の出勤簿データを抽出する。そして、学習データ生成部111は、8月から10月の3か月間に療養期間がある場合はラベル「療養あり」を、抽出した出勤簿データに付加して学習データを生成する。 For example, the learning data generation unit 111 extracts the attendance record data from January to June from the attendance record data from January to December. Then, the learning data generation unit 111 generates learning data by adding the label "no medical treatment" to the extracted attendance record data when there is no medical treatment period in the three months from July to September. Subsequently, the learning data generation unit 111 extracts the attendance record data from February to July from the attendance record data from January to December. Then, the learning data generation unit 111 generates learning data by adding the label "with medical treatment" to the extracted attendance record data when there is a medical treatment period for three months from August to October.

既往者判定部112は、各学習データの元となった出勤簿データに基づいて、該当する従業員が既往者か否かを判定する処理部である。例えば、既往者判定部112は、予測に用いる「6か月」などの区間切り出しではなく、該当従業員の全データ区間である出勤簿データを参照し、過去に「療養期間」がある場合は既往者と判定し、過去に「療養期間」がない場合は通常者と判定する。そして、既往者判定部112は、各学習データに対する判定結果を重み設定部113に通知する。 The past person determination unit 112 is a processing unit that determines whether or not the corresponding employee is a past person based on the attendance record data that is the source of each learning data. For example, the past person determination unit 112 refers to the attendance record data, which is the entire data section of the relevant employee, instead of cutting out the section such as “6 months” used for prediction, and if there is a “medical treatment period” in the past, It is judged as a past person, and if there is no "medical treatment period" in the past, it is judged as a normal person. Then, the past person determination unit 112 notifies the weight setting unit 113 of the determination result for each learning data.

なお、既往者とは、1つの学習データとして使用する期間に限らず、過去の出勤簿データ全体において療養期間がある従業員を指す。例えば、療養期間が学習時から2年前の場合、直近6か月のデータだけみると「体調不良者」ではないが、「既往者」に該当する場合がある。 The past person is not limited to the period used as one learning data, but refers to an employee who has a medical treatment period in the entire past attendance record data. For example, if the medical treatment period is two years before the time of study, the data for the last 6 months may not be a "sick person" but may be a "previous person".

重み設定部113は、各学習データが既往者の療養明け期間に該当するか否かを判定し、その判定結果に応じてテンソルデータの重みの一部を変更する処理部である。具体的には、重み設定部113は、学習データDB105に記憶される各学習データに対して、重み情報DB103に記憶される重み付けルールにしたがって重みを設定する。そして、重み設定部113は、重みが設定された結果をテンソル生成部114に出力する。 The weight setting unit 113 is a processing unit that determines whether or not each learning data corresponds to the medical treatment period of a past person, and changes a part of the weight of the tensor data according to the determination result. Specifically, the weight setting unit 113 sets weights for each learning data stored in the learning data DB 105 according to the weighting rules stored in the weight information DB 103. Then, the weight setting unit 113 outputs the result of the weight setting to the tensor generation unit 114.

例えば、重み設定部113は、既往者判定部112によって既往者であると判定されるとともに療養期間後に該当する出勤簿データから生成された学習データに対して、重み「0.5」を設定する。また、重み設定部113は、「既往者かつ療養期間後」以外の各学習データに対しては、重み「1.0」を設定する。つまり、重み設定部113は、ある条件の一例である既往者の学習データについて、療養明けで復職した療養期間明けに該当するデータの重要度を減少させるために、重みを設定する。 For example, the weight setting unit 113 sets the weight "0.5" for the learning data generated from the attendance record data that is determined to be a past person by the past person determination unit 112 and corresponds to the attendance record data after the medical treatment period. .. Further, the weight setting unit 113 sets the weight "1.0" for each learning data other than "previous person and after the medical treatment period". That is, the weight setting unit 113 sets weights for the learning data of a past person, which is an example of a certain condition, in order to reduce the importance of the data corresponding to the end of the medical treatment period after returning to work after the medical treatment.

ここで、図10を用いて、療養区間と重みの設定について説明する。図10は、療養期間の判定と重み設定を説明する図である。図10に示すように、重み設定部113は、テンソル化に際して、各学習データが「療養期間」の前後のいずれに該当するかを判定する。図10の例では、重み設定部113は、「2015年8月24日」から「2015年10月4日」まで「療養期間」を検出すると、療養開始の「2015年8月24日」より前に該当する学習データについては重みを「1」に設定し、療養終了の「2015年10月4日」より後の学習データについては重みを「0.5」に設定する。 Here, the setting of the medical treatment section and the weight will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the determination of the medical treatment period and the weight setting. As shown in FIG. 10, the weight setting unit 113 determines whether each learning data corresponds to before or after the “medical treatment period” at the time of tensorization. In the example of FIG. 10, when the weight setting unit 113 detects the “medical treatment period” from “August 24, 2015” to “October 4, 2015”, it starts from “August 24, 2015” when the medical treatment starts. The weight is set to "1" for the training data that corresponds to the front, and the weight is set to "0.5" for the training data after "October 4, 2015" after the end of medical treatment.

つまり、療養期間より前の療養前期間は、療養要因となる部分パターンであるコアテンソル(予測に影響を与える部分パターン)として抽出するのに重要と判定され、重みとして「1」を設定する。一方で、療養期間より後の療養後期間は、療養要因となる部分パターンであるコアテンソルとして抽出する対象としては重要ではないと判定し、重みとして「0.5」を設定する。このようにして、既往者の療養期間後に該当する学習データについては、テンソルデータの重みの一部を変化させる。 That is, the pre-treatment period before the medical treatment period is determined to be important for extracting as a core tensor (partial pattern that affects the prediction) which is a partial pattern that becomes a medical treatment factor, and "1" is set as the weight. On the other hand, it is determined that the post-treatment period after the medical treatment period is not important as a target to be extracted as a core tensor which is a partial pattern that becomes a medical treatment factor, and "0.5" is set as a weight. In this way, a part of the weight of the tensor data is changed for the learning data corresponding to the medical treatment period of the past person.

テンソル生成部114は、各学習データをテンソル化する処理部である。具体的には、テンソル生成部114は、学習データDB105に記憶される各学習データであって、重み設定部113による重み設定が完了した各学習データについて、各学習データに含まれる要素で構成されるテンソルを生成して、テンソルDB106に格納する。例えば、テンソル生成部114は、各学習データについて、各学習データに含まれる4要素で構成される4階テンソルを生成して、テンソルDB106に格納する。このとき、テンソル生成部114は、学習データに付加されるラベル(療養あり)またはラベル(療養なし)を、テンソルに対応付けて格納する。 The tensor generation unit 114 is a processing unit that converts each learning data into a tensor. Specifically, the tensor generation unit 114 is composed of elements included in each learning data for each learning data stored in the training data DB 105 and for which the weight setting by the weight setting unit 113 has been completed. The tensor is generated and stored in the tensor DB106. For example, the tensor generation unit 114 generates a fourth-order tensor composed of four elements included in each learning data for each learning data and stores it in the tensor DB 106. At this time, the tensor generation unit 114 stores the label (with medical treatment) or the label (without medical treatment) added to the learning data in association with the tensor.

具体的には、テンソル生成部114は、療養する傾向を特徴づけると想定される各属性を各次元として、学習データからテンソルを生成する。例えば、テンソル生成部114は、月度、日付、出欠区分、出張有無の4要素を用いた4次元の4階テンソルを生成する。なお、6か月分のデータである場合は、月度の要素数は「6」、各月の日付数の最大値が31であることから日付の要素数は「31」、出欠の種類が出社・休暇・休日であれば出欠区分の要素数は「3」、出張はありとなしであることから出張有無の要素数は「2」となる。したがって、学習データから生成されるテンソルは、「6×31×3×2」のテンソルとなり、学習データの各月度、日付における出欠区分、出張有無に対応する要素の値が1、そうでない要素の値が0となる。 Specifically, the tensor generation unit 114 generates a tensor from the learning data with each attribute that is supposed to characterize the tendency to recuperate as each dimension. For example, the tensor generation unit 114 generates a four-dimensional fourth-order tensor using four elements of month, date, attendance classification, and presence / absence of business trip. In the case of data for 6 months, the number of elements for each month is "6", and since the maximum number of dates for each month is 31, the number of elements for dates is "31", and the type of attendance is attendance. -For vacations and holidays, the number of attendance classification elements is "3", and since there are no business trips, the number of elements with or without business trips is "2". Therefore, the tensor generated from the learning data is a "6 x 31 x 3 x 2" tensor, and the value of the element corresponding to each month of the learning data, the attendance classification on the date, and the presence or absence of a business trip is 1, and the value of the element corresponding to that is not. The value becomes 0.

図11は、テンソル化を説明する図である。図11に示すように、テンソル生成部114が生成するテンソルは、横方向に月度、縦方向に日付、奥行き方向に出欠区分、左側が出張あり、右側が出張なしのデータとなる。日付は、上から1日目を順に示し、出欠区分は、手前から出社、休暇、休日を示す。例えば、図11の(a)は、月度1の1日目に出社して出張した要素を示し、図11の(b)は、月度1の2日目に休暇を取得して出張しなかった要素を示す。 FIG. 11 is a diagram illustrating tensorization. As shown in FIG. 11, the tensor generated by the tensor generation unit 114 has monthly data in the horizontal direction, date in the vertical direction, attendance classification in the depth direction, business trips on the left side, and no business trips on the right side. The dates indicate the first day from the top, and the attendance classification indicates attendance, vacation, and holidays from the front. For example, FIG. 11 (a) shows an element of going to work on the first day of the month 1 and going on a business trip, and FIG. 11 (b) shows the element of taking a vacation on the second day of the month 1 and not going on a business trip. Indicates an element.

なお、本実施例では、上述したテンソルを簡略化して図11の(c)のように記載することとする。すなわち、月度、日付、出欠区分、出張有無の各要素を重ねたキューブ状で表現することとし、各月度かつ日付の出張有無を区別して表現し、各月度かつ日付の出欠区分を区別して表現することとする。 In this embodiment, the above-mentioned tensor will be simplified and described as shown in FIG. 11 (c). In other words, the monthly, date, attendance classification, and presence / absence of business trips are expressed in a cube shape, and the presence / absence of business trips for each month and date is expressed separately, and the attendance classification for each month and date is expressed separately. I will do it.

学習部115は、各学習データから生成された各テンソルおよびラベルを入力として、ディープテンソルによる予測モデルの学習およびテンソル分解の方法の学習を実行する処理部である。具体的には、学習部115は、ディープテンソルの「グラフ(テンソル)の部分構造を認識することができる」という性質を利用して、学習を実行する。例えば、学習部115は、図5で説明した手法と同様、入力対象のテンソル(入力テンソル)からコアテンソルを抽出してNNに入力し、NNからの分類結果と入力テンソルに付与されているラベルとの誤差(分類誤差)を算出する。そして、学習部115は、分類誤差を用いて、NNのパラメータの学習およびターゲットコアテンソルの最適化を実行する。その後、学習部115は、学習が終了すると、各種パラメータを学習結果として学習結果DB107に格納する。 The learning unit 115 is a processing unit that receives each tensor and label generated from each training data as an input and executes learning of a prediction model by a deep tensor and learning of a method of tensor decomposition. Specifically, the learning unit 115 executes learning by utilizing the property of the deep tensor that "the partial structure of the graph (tensor) can be recognized". For example, the learning unit 115 extracts the core tensor from the input target tensor (input tensor) and inputs it to the NN, as in the method described with reference to FIG. 5, the classification result from the NN and the label given to the input tensor. And the error (classification error) is calculated. Then, the learning unit 115 uses the classification error to learn the parameters of the NN and optimize the target core tensor. After that, when the learning is completed, the learning unit 115 stores various parameters as learning results in the learning result DB 107.

なお、実施例1で説明するテンソル分解は、ターゲットコアテンソルに類似するようにコアテンソルを算出することにより、分類に重要な構造をコアテンソルの類似の位置に配置する。そして、このコアテンソルを用いてNNを学習することにより、精度の高い分類を実現する。 In the tensor decomposition described in Example 1, the core tensor is calculated so as to be similar to the target core tensor, so that the structure important for classification is arranged at a similar position of the core tensor. Then, by learning the NN using this core tensor, highly accurate classification is realized.

予測部116は、学習結果を用いて、判別対象のデータのラベルを予測する処理部である。具体的には、予測部116は、学習結果DB107から各種パラメータを読み出し、各種パラメータを設定したニューラルネットワークを構築する。そして、予測部116は、予測対象DB108から予測対象の出勤簿データを読み出し、学習時と同様の手法により、予測対象の出勤簿データから、ニューラルネットワークへの入力対象となるテンソルを生成する。 The prediction unit 116 is a processing unit that predicts the label of the data to be discriminated by using the learning result. Specifically, the prediction unit 116 reads various parameters from the learning result DB 107 and constructs a neural network in which various parameters are set. Then, the prediction unit 116 reads the attendance record data of the prediction target from the prediction target DB 108, and generates a tensor to be input to the neural network from the attendance record data of the prediction target by the same method as at the time of learning.

その後、予測部116は、学習済みのニューラルネットワーク(予測モデル)から、療養するまたは療養しないかの予測結果を取得する。そして、予測部116は、予測結果をディスプレイに表示したり、管理者端末に送信したりする。 After that, the prediction unit 116 acquires the prediction result of whether or not to be treated from the trained neural network (prediction model). Then, the prediction unit 116 displays the prediction result on the display or transmits the prediction result to the administrator terminal.

また、予測部116は、予測対象の従業員の出勤簿データを参照して、予測対象の出勤簿データ期間よりも前に療養期間が含まれているか否かを判定し、療養期間が含まれていない通常者の場合に予測を実行し、療養期間が含まれている既往者である場合にアラートを出力することもできる。 In addition, the prediction unit 116 refers to the attendance record data of the employee to be predicted, determines whether or not the medical treatment period is included before the attendance record data period of the prediction target, and includes the medical treatment period. It is also possible to execute a prediction in the case of a normal person who does not have a medical treatment period and output an alert in the case of a past person who includes a medical treatment period.

[重み変更の影響]
次に、図12から図16を用いて、既往者の療養期間後の出勤簿データの重みが0.5に変更されることで、NNの学習に与える影響について説明する。図12は、テンソルデータの比較例を示す図である。図13は、既往者のテンソルデータ上における重み変更を説明する図である。図14は、重み変更の対象外である学習データを説明する図である。図15は、重み変更の対象である学習データを説明する図である。図16は、重み変更が与える影響を説明する図である。
[Effect of weight change]
Next, with reference to FIGS. 12 to 16, the effect of changing the weight of the attendance record data of the past person after the medical treatment period to 0.5 on the learning of NN will be described. FIG. 12 is a diagram showing a comparative example of tensor data. FIG. 13 is a diagram for explaining the weight change on the tensor data of the past person. FIG. 14 is a diagram illustrating learning data that is not subject to weight change. FIG. 15 is a diagram for explaining the learning data that is the target of the weight change. FIG. 16 is a diagram illustrating the effect of the weight change.

ここでは、ラベル「療養あり」が付与される体調不良者に該当する従業員Aの出勤簿データと、ラベル「療養なし」が付与される既往者に該当する従業員Bの出勤簿データとを例にして説明する。また、従業員Bの出勤簿データは、療養期間後の出勤簿データとする。 Here, the attendance record data of employee A corresponding to a person with poor physical condition to which the label "with medical treatment" is given, and the attendance record data of employee B corresponding to a past person to which the label "without medical treatment" is given. Let's take an example. In addition, the attendance record data of employee B is the attendance record data after the medical treatment period.

また、図6等では、既往者かつ療養期間後の出勤簿データに対しては、すべての要素の一律に重み「0.5」を設定する例を説明したが、ここでは、1つの要素の重みを変更する例を説明する。すなわち、出勤簿データの日付、月度および出欠区分のうちの出欠区分の重みを0.5に変更して、出欠区分以外の重みを1.0とする例を説明する。なお、どの要素の重みを変更するかは、重み付けルールで設定することができる。 Further, in FIG. 6 and the like, an example in which the weight "0.5" is uniformly set for all the elements for the attendance record data of the past person and after the medical treatment period has been described, but here, one element is used. An example of changing the weight will be described. That is, an example will be described in which the weight of the attendance category among the date, month, and attendance category of the attendance record data is changed to 0.5, and the weight other than the attendance category is set to 1.0. It should be noted that which element to change the weight can be set by the weighting rule.

図12に示すように、ラベル「療養あり」が付与される従業員A(体調不良者)の出勤簿データから生成されたテンソルデータと、ラベル「療養なし」が付与される従業員B(既往者)の出勤簿データから生成されたテンソルデータとは、1年や2年などの長い期間で比較すると、異なるデータである。しかし、6か月間などの短期間Pの範囲内に注目すると、類似するデータまたは同じデータとなり、特徴が区別できない。すなわち、本来、別々として扱われるべきデータが、学習データとして抽出される抽出対象の6か月間のデータでは同じ特徴量を持つ類似データとして扱われる。したがって、予測モデルの学習において、これらは同じ事例として処理されるので、既往者のデータがノイズとなり、ターゲットコアテンソルの最適化やNNの学習の精度劣化に繋がる結果、予測モデルの精度劣化が発生する。 As shown in FIG. 12, tensor data generated from the attendance record data of employee A (person with poor physical condition) to which the label "with medical treatment" is given, and employee B (past) to which the label "without medical treatment" is given. The tensor data generated from the attendance record data of the person) is different data when compared over a long period such as one year or two years. However, when focusing on the range of short-term P such as 6 months, the data are similar or the same, and the characteristics cannot be distinguished. That is, the data that should be treated separately is treated as similar data having the same feature amount in the data for 6 months of the extraction target extracted as learning data. Therefore, in the learning of the prediction model, since these are processed as the same case, the data of the past person becomes noise, which leads to the optimization of the target core tensor and the deterioration of the learning accuracy of the NN, resulting in the deterioration of the accuracy of the prediction model. To do.

そこで、図13に示すように、重み設定部113による重み設定により、コアテンソル化(部分パターン抽出)した際に、部分的に類似のデータを持つ恐れがある既往者(従業員B)の療養明けのデータは、テンソルの重みの一部を変化させる。例えば、療養期間がある既往者であれば、療養後のデータ区間の重みの一部として、「出欠区分」のうち「年次休暇」や「準欠勤」などの休暇に該当するレコードの値を「0.5」にする。すなわち、エッジの長さを変えたり、ノードに設定する値を変更したりする。 Therefore, as shown in FIG. 13, the medical treatment of a former person (employee B) who may have partially similar data when core tensorized (partial pattern extraction) by weight setting by the weight setting unit 113. The dawn data changes some of the tensor weights. For example, in the case of a person who has a medical treatment period, as a part of the weight of the data section after medical treatment, the value of the record corresponding to the vacation such as "annual leave" or "quasi-absence" in the "attendance classification" is set. Set to "0.5". That is, the length of the edge is changed, and the value set in the node is changed.

このように、既往者の療養期間後のデータの重みを変更することで、グラフ構造のエッジが変更され、結果としてテンソルデータを変更することになる。この結果、出勤簿データから抽出されるコアテンソルを差別化することができるので、既往者かつ療養期間後の出勤簿データの特徴を、それ以外の出勤簿データの特徴と区別することができる。 In this way, by changing the weight of the data after the medical treatment period of the past person, the edge of the graph structure is changed, and as a result, the tensor data is changed. As a result, since the core tensor extracted from the attendance record data can be differentiated, the characteristics of the attendance record data of the past person and after the medical treatment period can be distinguished from the characteristics of the other attendance record data.

具体的には、図14に示すように、学習装置100は、ラベル「療養あり」が付与される体調不良者に該当する従業員Aの出勤簿データに対しては、出欠区分に年次休暇等の休暇が含まれていたとしても、全部のレコードに対して重み「1.0」を設定する。このため、出勤簿データは、データ値そのままのグラフ構造となり、テンソル化される。 Specifically, as shown in FIG. 14, the learning device 100 sets the annual leave in the attendance classification for the attendance record data of the employee A who corresponds to the unwell person to which the label “with medical treatment” is given. Even if vacations such as are included, the weight "1.0" is set for all records. Therefore, the attendance record data has a graph structure as it is, and is converted into a tensor.

一方、図15に示すように、ラベル「療養なし」が付与される従業員Bの出勤簿データに対しては、基本的に全部のレコードに対して重み「1.0」が設定されるが、そのうち出欠区分に年次休暇または準欠勤が含まれるレコード(データ)に対しては重みが「0.5」に変更される。このため、出勤簿データを表すグラフ構造の形状が重み「1.0」の場合とは異なる形状になるので、テンソル化後のテンソルデータも重み「1.0」の場合とは異なるものとなる。 On the other hand, as shown in FIG. 15, for the attendance record data of employee B to which the label "no medical treatment" is given, the weight "1.0" is basically set for all the records. , The weight is changed to "0.5" for records (data) whose attendance classification includes annual leave or semi-absence. Therefore, since the shape of the graph structure representing the attendance record data is different from the case of the weight "1.0", the tensor data after tensorization is also different from the case of the weight "1.0". ..

このように、重みを変更することで、出勤簿データ上では類似するデータであっても、異なるテンソルデータを生成することができる。したがって、コアテンソルの抽出元である出勤簿データが類似するデータ同士であっても、それぞれから別々のテンソルデータを生成できるので、別々の特徴としてNNを学習させることができる。 By changing the weight in this way, it is possible to generate different tensor data even if the data is similar on the attendance record data. Therefore, even if the attendance record data that is the extraction source of the core tensor is similar data, different tensor data can be generated from each data, so that NN can be learned as a separate feature.

具体的には、図16に示すように、重みの変更前後では、入力データとなる各グラフ構造の形状が変化することから、それぞれから生成されてコアテンソルの生成元となる各入力テンソル(テンソルデータ)の形状も変化する。このとき、入力テンソルの主成分方向は確定しない不確かな状態であることから、重み変更前後で主成分方向が一致する可能性もある。 Specifically, as shown in FIG. 16, since the shape of each graph structure that is the input data changes before and after the weight change, each input tensor (tensor) that is generated from each and is the source of the core tensor. The shape of the data) also changes. At this time, since the principal component direction of the input tensor is in an uncertain state, the principal component directions may match before and after the weight change.

ところが、その後に、入力テンソルからコアテンソルを抽出するテンソル分解を行うと、重みの変更前後において分解元である入力テンソルが異なることから、別々のコアテンソルが生成される。ここで、入力テンソルの特徴量を示すコアテンソルでは主成分方向が確定されることから、重み変更前後では、主成分方向が異なる別々のコアテンソルが抽出される。つまり、類似する出勤簿データであっても、重みを変更することにより、異なるコアテンソルの抽出が可能となる。この結果、既往者かつ療養期間後の出勤簿データを学習データと用いたとしても、予測モデルの精度低下を抑制できる。 However, if the tensor decomposition that extracts the core tensor from the input tensor is performed after that, the input tensor that is the decomposition source is different before and after the weight change, so that different core tensors are generated. Here, since the principal component direction is determined in the core tensor indicating the feature amount of the input tensor, different core tensors having different principal component directions are extracted before and after the weight change. That is, even if the attendance record data is similar, different core tensors can be extracted by changing the weight. As a result, even if the attendance record data of the past person and after the medical treatment period is used as the learning data, the deterioration of the accuracy of the prediction model can be suppressed.

[学習処理の流れ]
図17は、学習処理の流れを示すフローチャートである。図17に示すように、学習データ生成部111は、出勤簿データを出勤簿データDB104から読み込み(S101)、学習対象の従業員1人を選択する(S102)。
[Flow of learning process]
FIG. 17 is a flowchart showing the flow of the learning process. As shown in FIG. 17, the learning data generation unit 111 reads the attendance record data from the attendance record data DB 104 (S101) and selects one employee to be learned (S102).

続いて、学習データ生成部111は、出勤簿データから6か月期間のデータを切出すとともに、続く3か月間の出勤簿データ内の療養期間の有無によって、切出された各データにラベルを付与して、学習データを生成する(S103)。なお、6か月のデータ内に療養が含まれている場合は学習データとして採用されない。 Subsequently, the learning data generation unit 111 cuts out the data for the 6-month period from the attendance record data, and labels each of the cut out data depending on whether or not there is a medical treatment period in the attendance record data for the following 3 months. It is added to generate training data (S103). If medical treatment is included in the 6-month data, it will not be adopted as learning data.

その後、学習データ生成部111は、学習データを1つ選択し(S104)、当該学習データに対応する従業員の過去の全出勤簿データを参照して、療養期間が含まれるか否かを判定する(S105)。そして、学習データ生成部111は、療養期間が含まれる場合(S105:Yes)、学習データのラベルに「療養あり」を設定する(S106)。一方、学習データ生成部111は、療養期間が含まれない場合(S105:No)、学習データのラベルに「療養なし」を設定する(S107)。 After that, the learning data generation unit 111 selects one learning data (S104), refers to all the past attendance record data of the employees corresponding to the learning data, and determines whether or not the medical treatment period is included. (S105). Then, when the learning data generation unit 111 includes a medical treatment period (S105: Yes), the learning data label sets “with medical treatment” (S106). On the other hand, when the learning data generation unit 111 does not include the medical treatment period (S105: No), the learning data generation unit 111 sets "no medical treatment" in the label of the learning data (S107).

そして、未処理の学習データが存在する場合(S108:Yes)、S104以降を繰り返し、未処理の学習データが存在しなくなると(S108:No)、S109以降が実行される。 Then, when there is unprocessed learning data (S108: Yes), S104 and subsequent steps are repeated, and when there is no unprocessed learning data (S108: No), S109 and subsequent steps are executed.

具体的には、既往者判定部112は、学習データを1つ選択し(S109)、「条件:既往者かつ療養期間明け」に該当するか否かを判定する(S110)。ここで、重み設定部113は、条件に該当する学習データの場合(S110:Yes)、重み付けルールにしたがって、重みを「0.5」に変更し(S111)、条件に該当しない学習データの場合(S110:No)、重み「1.0」をそのまま設定する(S112)。 Specifically, the past person determination unit 112 selects one learning data (S109) and determines whether or not it corresponds to "condition: past person and after the medical treatment period" (S110). Here, the weight setting unit 113 changes the weight to "0.5" (S111) according to the weighting rule in the case of the learning data corresponding to the condition (S110: Yes), and in the case of the learning data not satisfying the condition. (S110: No), the weight "1.0" is set as it is (S112).

そして、テンソル生成部114は、重み付けされた学習データのテンソル化を実行してテンソルデータを生成する(S113)。その後、未処理の学習データが存在する場合(S114:Yes)、S109以降が繰り返され、未処理の学習データがなくなると(S114:No)、S115以降が実行される。 Then, the tensor generation unit 114 executes tensorization of the weighted learning data to generate tensor data (S113). After that, when there is unprocessed learning data (S114: Yes), S109 and subsequent steps are repeated, and when there is no unprocessed learning data (S114: No), S115 and subsequent steps are executed.

具体的には、未処理の学習対象の従業員が残っている場合(S115:Yes)、S102以降が繰り返される。一方、全ての従業員について処理が終了した場合(S115:No)、学習データを用いた学習部115による学習処理が実行される(S116)。 Specifically, when an unprocessed employee to be learned remains (S115: Yes), S102 and subsequent steps are repeated. On the other hand, when the processing is completed for all the employees (S115: No), the learning process by the learning unit 115 using the learning data is executed (S116).

[予測の流れ]
図18は、予測時の処理の流れを示すフローチャートである。なお、予測対象の出勤簿データについても、学習時と同様、期間6か月分を入力とし、その後3か月以内に療養する/しないを予測する。図18に示すように、予測部116は、予測対象DB108から出勤簿データを読み込み(S201)、予測対象の従業員1人を選択する(S202)。
[Forecast flow]
FIG. 18 is a flowchart showing a processing flow at the time of prediction. As for the attendance record data to be predicted, the period of 6 months is input as in the case of learning, and it is predicted that medical treatment will be performed or not within 3 months thereafter. As shown in FIG. 18, the forecasting unit 116 reads attendance record data from the forecasting target DB 108 (S201) and selects one employee to be predicted (S202).

続いて、予測部116は、対象の従業員の出勤簿データを参照して、既往者に該当するか否かを判定する(S203)。 Subsequently, the prediction unit 116 refers to the attendance record data of the target employee and determines whether or not it corresponds to a past person (S203).

ここで、既往者に該当しない場合(S203:No)、予測部116は、出勤簿データのテンソル化を実行し(S204)、学習済みの予測モデルを用いて予測を実行し(S205)、該当従業員が3か月以内に療養するまたは療養しないを示す予測結果のラベルを記憶部102等に格納する(S206)。 Here, when it does not correspond to a past person (S203: No), the prediction unit 116 executes tensorization of attendance record data (S204), executes prediction using a learned prediction model (S205), and corresponds. A label of a prediction result indicating that the employee will be treated or not treated within 3 months is stored in the storage unit 102 or the like (S206).

その後、次の対象となる従業員がいる場合(S207:Yes)、S202以降が実行され、次の対象となる従業員がいない場合(S207:No)、処理を終了する。また、S203において、予測部116は、既往者に該当すると判定した場合(S203:Yes)、予測結果に既往者であることを示す既往者アラートを格納する(S208)。なお、S203で既往者に該当するとは、対象従業員が、予測対象の出勤簿データ(6か月分)よりも前の期間の出勤簿データに療養を含んでいる既往者である場合の他、予測対象の出勤簿データ(6か月分)内に療養を含んでおり予測対象外となる場合もある。 After that, when there is a next target employee (S207: Yes), S202 or later is executed, and when there is no next target employee (S207: No), the process ends. Further, in S203, when the prediction unit 116 determines that the person corresponds to a past person (S203: Yes), the prediction unit 116 stores a past person alert indicating that the person is a past person in the prediction result (S208). In addition, in S203, it corresponds to a past person except when the target employee is a past person whose attendance record data for the period before the forecast target attendance record data (for 6 months) includes medical treatment. , Medical treatment is included in the attendance record data (for 6 months) to be predicted, and it may not be predicted.

[効果]
上述したように、体調不良者の特徴を学習させたい場合に、体調不良者の出勤簿データと既往者の療養期間明けの出勤簿データとが類似することから、ノイズを含む学習となり、予測モデルの精度低下が発生する。そこで、実施例1にかかる学習装置100は、既往者の療養期間明けの出勤簿データの重みを変更することで、出勤簿データのグラフ構造を変更することができるので、NNへ入力されるコアテンソルを差別化することができる。
[effect]
As described above, when it is desired to learn the characteristics of a person who is in poor physical condition, the attendance record data of the person who is in poor physical condition and the attendance record data of a person who has been in poor physical condition after the medical treatment period are similar. Accuracy is reduced. Therefore, the learning device 100 according to the first embodiment can change the graph structure of the attendance record data by changing the weight of the attendance record data after the medical treatment period of the past person, and thus the core input to the NN. The tensor can be differentiated.

具体的には、学習装置100は、重み付けルールにしたがって、通常者に該当する学習データ(ラベル:療養なし)、体調不良者(療養あり)に該当する学習データ、既往者かつ療養期間前に該当する学習データ(ラベル:療養あり)には重みとして「1.0」を設定する。一方で、学習装置100は、既往者かつ療養期間後に該当する学習データ(ラベル:療養あり)に対しては、重みを「0.5」に変更する。 Specifically, the learning device 100 corresponds to learning data (label: no medical treatment) corresponding to a normal person, learning data corresponding to a poor physical condition (with medical treatment), a past person and before the medical treatment period according to a weighting rule. "1.0" is set as a weight for the learning data (label: with medical treatment) to be performed. On the other hand, the learning device 100 changes the weight to "0.5" for the learning data (label: with medical treatment) corresponding to the past person and after the medical treatment period.

このようにすることで、学習装置100は、各学習データの特徴量(コアテンソル)を明確に差別化する。この結果、学習装置100は、ディープテンソルの「予測に寄与するグラフの部分構造(テンソルの部分パターン)をコアテンソルとして抽出することができる」という性質を有効利用することができ、少ない学習データ量でも精度良く予測が可能である。 By doing so, the learning device 100 clearly differentiates the feature amount (core tensor) of each learning data. As a result, the learning device 100 can effectively utilize the property of the deep tensor that "the partial structure of the graph (partial pattern of the tensor) that contributes to the prediction can be extracted as the core tensor", and the amount of training data is small. However, it is possible to make accurate predictions.

ところで、実施例1では、データ構造の一例として、出勤簿データを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば医療用の診療データなどを用いることもできる。そこで、実施例2では、診療データを用いた学習例を説明する。 By the way, in the first embodiment, the attendance record data has been described as an example of the data structure, but the present invention is not limited to this, and for example, medical care data for medical use may be used. Therefore, in Example 2, a learning example using medical data will be described.

実施例2では、症状の発生パターンなどを学習することで、入院を行うほど症状が悪化するかを予測する予測モデルを構築する。具体的には、学習装置100は、入院したケースとして学習する学習データと、入院しなかったケースとして学習データを用いて、診療データから入院の発生有無を予測する予測モデルを学習する。 In the second embodiment, by learning the occurrence pattern of the symptom and the like, a prediction model for predicting whether the symptom worsens as the patient is hospitalized is constructed. Specifically, the learning device 100 learns a prediction model that predicts the presence or absence of hospitalization from medical data by using learning data to be learned as a case of being hospitalized and learning data as a case of not being hospitalized.

図19は、実施例2にかかる学習データの例を説明する図である。図19に示すように、学習データは、6か月ごとの診療データと、その6か月以降から3か月以内に入院実績があるか否かを示すラベルとから構成される。図19の(a)は、患者が疫病に罹患して入院したラベル(罹患あり)が付される体調不良者の診療データである。図19の(b)は、入院しなかったラベル(罹患なし)が付される通常者の出勤簿データである。 FIG. 19 is a diagram illustrating an example of learning data according to the second embodiment. As shown in FIG. 19, the learning data is composed of medical data every 6 months and a label indicating whether or not there is a hospitalization record within 3 months from the 6 months onward. FIG. 19A is medical data of an unwell person with a label (affected) in which the patient was hospitalized due to the plague. FIG. 19 (b) is attendance record data of ordinary persons labeled as not hospitalized (no illness).

図19に示すように、実施例2にかかる学習装置100は、「6か月分の診療データ、ラベル(罹患あり)」と、「6か月分の診療データ、ラベル(罹患なし)」とを学習データとして予測モデルを学習する。学習装置100は、学習後、ある人の6か月分の診療データから3か月以内に入院するか否かを予測する。なお、図19内の網掛けは、診療データの要素の1つである発熱を示す。 As shown in FIG. 19, the learning device 100 according to the second embodiment has "6 months worth of medical care data and label (affected)" and "6 months worth of medical care data and label (not affected)". Is used as training data to train the prediction model. The learning device 100 predicts whether or not to be hospitalized within 3 months from the medical data for 6 months of a certain person after learning. The shaded area in FIG. 19 indicates fever, which is one of the elements of medical data.

そして、学習装置100は、実施例2においても、実施例1と同様に、重みの変更を実行する。具体的には、ラベル「罹患なし」が設定される入院期間明けの診療データの特徴と、ラベル「罹患あり」が設定される体調不良者の診療データの特徴とが類似することあるので、学習精度の劣化に繋がる。このため、実施例2においても、過去に入院したことがあるがすでに復帰している回復患者の入院期間明けの診療データに対して、通常よりも重みを小さく変更することで、学習への影響度を小さくする。 Then, the learning device 100 also executes the weight change in the second embodiment as in the first embodiment. Specifically, since the characteristics of the medical data after the hospitalization period when the label "not affected" is set and the characteristics of the medical data of the poorly ill person who are set the label "affected" may be similar, learning. It leads to deterioration of accuracy. Therefore, also in Example 2, the effect on learning is obtained by changing the weight of the medical data of the recovered patient who has been hospitalized in the past but has already returned to the hospital after the hospitalization period to be smaller than usual. Reduce the degree.

ここで、図20を用いて、入院期間と重みの設定について説明する。図20は、入院期間の判定と重み設定を説明する図である。まず、図20に示すように、診療データは、「患者No.、日付、曜日、症状、血圧、投薬」を要素とするデータである。「患者No.」は、患者を特定する情報であり、「日付」は、診察日であり、「曜日」は、診察した曜日である。「症状」は、患者の症状であり、例えば発熱、腹痛、悪寒、正常(異常がない状態)などである。「血圧」は、患者の血圧の測定値である。「投薬」は、患者に薬を投薬したか否かを示す情報である。なお、ここで示した要素は一例であり、例えば診察時刻、手術の有無、血液検査の結果など他の要素を用いることもできる。 Here, the hospitalization period and the setting of the weight will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a diagram illustrating determination of hospitalization period and weight setting. First, as shown in FIG. 20, the medical care data is data having "patient No., date, day of the week, symptom, blood pressure, medication" as elements. The "patient No." is information that identifies the patient, the "date" is the date of examination, and the "day of the week" is the day of the week of examination. The "symptom" is a patient's symptom, such as fever, abdominal pain, chills, and normality (no abnormality). "Blood pressure" is a measurement of a patient's blood pressure. "Medication" is information indicating whether or not a patient has been administered a drug. The elements shown here are examples, and other elements such as the time of examination, the presence or absence of surgery, and the result of a blood test can be used.

このような学習データのテンソル化に際して、学習装置100は、各学習データが「入院期間」の前後のいずれに該当するかを判定する。図20の例では、学習装置100は、「2015年8月24日」から「2015年10月4日」までを「入院期間」として検出すると、入院開始の「2015年8月24日」より前に該当する学習データについては重みを「1」に設定し、入院終了の「2015年10月4日」より後の学習データについては重みを「0.5」に設定する。 At the time of tensorizing such learning data, the learning device 100 determines whether each learning data corresponds to before or after the "hospitalization period". In the example of FIG. 20, when the learning device 100 detects from "August 24, 2015" to "October 4, 2015" as the "hospitalization period", it starts from "August 24, 2015" when the hospitalization starts. The weight is set to "1" for the training data that corresponds to the previous one, and the weight is set to "0.5" for the training data after "October 4, 2015" after the end of hospitalization.

つまり、入院期間より前の入院前期間は、入院要因となる部分パターンであるコアテンソルとして抽出するのに重要と判定され、重みとして「1」を設定する。一方で、入院期間より後の入院後期間は、入院要因となる部分パターンであるコアテンソルとして抽出する対象としては重要ではないと判定し、重みとして「0.5」を設定する。このようにして、ラベル「罹患なし」が設定される入院期間明けに該当する学習データについては、テンソルデータの重みの一部を変化させる。 That is, the pre-hospital period before the hospitalization period is determined to be important for extracting as a core tensor which is a partial pattern that causes hospitalization, and "1" is set as the weight. On the other hand, it is determined that the post-hospital period after the hospitalization period is not important as a target to be extracted as a core tensor, which is a partial pattern that causes hospitalization, and a weight of "0.5" is set. In this way, a part of the weight of the tensor data is changed for the learning data corresponding to the end of the hospitalization period in which the label "not affected" is set.

次に、テンソルデータについて説明する。図21は、実施例2にかかるテンソル化を説明する図である。学習装置100は、入院する傾向を特徴づけると想定される各属性を各次元として、学習データからテンソルを生成する。例えば、学習装置100は、月度、日付、症状、投薬有無の4要素を用いた4次元の4階テンソルを生成する。なお、6か月分のデータである場合は、月度の要素数は「6」、各月の日付数の最大値が31であることから日付の要素数は「31」、症状の種類が発熱、正常、腹痛であれば症状の要素数は「3」、投薬はありとなしであることから投薬有無の要素数は「2」となる。したがって、学習データから生成されるテンソルは、「6×31×3×2」のテンソルとなり、学習データの各月度、日付における症状、投薬有無に対応する要素の値が1、そうでない要素の値が0となる。 Next, the tensor data will be described. FIG. 21 is a diagram illustrating the tensorization according to the second embodiment. The learning device 100 generates a tensor from the learning data with each attribute that is supposed to characterize the tendency to be hospitalized as each dimension. For example, the learning device 100 generates a four-dimensional fourth-order tensor using the four elements of month, date, symptom, and presence / absence of medication. In the case of data for 6 months, the number of monthly elements is "6", the maximum number of dates in each month is 31, the number of date elements is "31", and the type of symptom is fever. If it is normal or abdominal pain, the number of symptom elements is "3", and since there is no medication, the number of factors with or without medication is "2". Therefore, the tensor generated from the training data is a "6 x 31 x 3 x 2" tensor, and the value of the element corresponding to each month, the symptom on the date, and the presence or absence of medication in the training data is 1, and the value of the element not Becomes 0.

図21に示すように、学習装置100が生成するテンソルは、横方向に月度、縦方向に日付、奥行き方向に症状、左側が投薬あり、右側が投薬なしのデータとなる。日付は、上から1日目を順に示し、症状は、手前から正常、発熱、腹痛を示す。例えば、図21の(a)は、月度1の1日目の診察であり正常であったが投薬があった要素を示し、図21の(b)は、月度1の2日目の診察であり発熱があったが投薬がなかった要素を示す。 As shown in FIG. 21, the tensor generated by the learning device 100 has monthly data in the horizontal direction, date in the vertical direction, symptoms in the depth direction, medication on the left side, and no medication on the right side. The dates indicate the first day from the top, and the symptoms indicate normal, fever, and abdominal pain from the front. For example, FIG. 21 (a) shows the elements that were normal but had medication on the first day of the monthly examination, and FIG. 21 (b) shows the examination on the second day of the monthly month 1. Indicates an element with fever but no medication.

なお、実施例2でも実施例1同様、上述したテンソルを簡略化して図21の(c)のように記載することとする。すなわち、月度、日付、症状、投薬有無の各要素を重ねたキューブ状で表現することとし、各月度かつ日付の投薬有無を区別して表現し、各月度かつ日付の症状を区別して表現することとする。このようにすることで、学習装置100は、実施例1と同様の手法を用いて、学習精度の高い予測モデルを学習することができる。 In Example 2, as in Example 1, the above-mentioned tensor will be simplified and described as shown in FIG. 21 (c). That is, the monthly, date, symptom, and the presence or absence of medication are expressed in a cube shape, the presence or absence of medication for each month and date is expressed separately, and the symptom for each month and date is expressed separately. To do. By doing so, the learning device 100 can learn a prediction model with high learning accuracy by using the same method as in the first embodiment.

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。 By the way, although the examples of the present invention have been described so far, the present invention may be implemented in various different forms other than the above-mentioned examples.

[学習]
上述した学習処理は、任意の回数だけ実行することもできる。例えば、すべての学習データを用いて実行することもでき、所定回数だけ実行することもできる。また、分類誤差の算出方法は、最小二乗法など公知の算出手法を採用することができ、NNで用いられる一般的な算出手法を採用することもできる。なお、学習データや出勤簿データは、外部の装置から取得することもできる。
[Learning]
The learning process described above can be executed any number of times. For example, it can be executed using all the training data, or can be executed a predetermined number of times. Further, as a method for calculating the classification error, a known calculation method such as the least squares method can be adopted, and a general calculation method used in NN can also be adopted. The learning data and attendance record data can also be acquired from an external device.

[重みの設定例]
上記実施例では、既往者かつ療養期間後に該当する学習データについては重み「0.5」を設定し、それ以外には重み「1.0」を設定したが、これに限定されるものではない。具体的には、既往者の療養期間明けにおける休暇の挙動を、新規の体調不良者と異なる挙動に変更できる手法を採用することもできる。
[Example of weight setting]
In the above embodiment, the weight "0.5" is set for the learning data corresponding to the past person and after the medical treatment period, and the weight "1.0" is set for other than that, but the weight is not limited to this. .. Specifically, it is also possible to adopt a method that can change the behavior of the vacation of a former person after the medical treatment period to a behavior different from that of a new person who is in poor physical condition.

例えば、学習装置100は、出欠区分の重みを、休暇種別を区別することなく、1より小さい値に一律に変更する。例を挙げると、学習装置100は、重み変更前での学習期間(6か月)の1か月平均休暇日数をDa、学習期間よりも十分に長い期間(例えば1年間)での1か月平均休暇日数をDbとする。そして、学習装置100は、既往者かつ療養期間後に該当する学習データに対する重みの修正値としてDb/Daを与える。このようにすることで、通常、Da>Dbとなることが予想できるので、既往者かつ療養期間後に該当する学習データの休暇日数パターンを、既往者の本来の休暇日数パターンに近づけることができる。 For example, the learning device 100 uniformly changes the weight of the attendance classification to a value smaller than 1 without distinguishing the vacation type. For example, the learning device 100 sets the average number of vacation days per month for the learning period (6 months) before the weight change to Da, and one month for a period sufficiently longer than the learning period (for example, one year). Let the average number of vacation days be Db. Then, the learning device 100 gives Db / Da as a correction value of the weight for the learning data corresponding to the past person and after the medical treatment period. By doing so, it is usually expected that Da> Db, so that the vacation days pattern of the learning data corresponding to the past person and after the medical treatment period can be brought closer to the original vacation days pattern of the past person.

また、学習装置100は、通常者の1か月平均休暇日数Dcを算出し、既往者かつ療養期間後に該当する学習データに対する重みの修正値としてDc/Daを与える。このようにすることで、既往者の挙動を通常者の挙動に近づけることができる。また、学習装置100は、休暇状況に左右されにくくなり、確実に、新規休職者とは区別するために、既往者かつ療養期間後に該当する学習データに対する重みとして、0.1などのように極端に小さい値を設定することもできる。また、学習装置100は、年次休暇や準欠勤などの休暇種別のうち、準欠勤の重みを0.5よりもさらに小さい値に変更することもできる。 Further, the learning device 100 calculates the average number of vacation days Dc per month for a normal person, and gives Dc / Da as a weight correction value for the learning data corresponding to the person who has a history and after the medical treatment period. By doing so, the behavior of the past person can be made closer to the behavior of the normal person. Further, the learning device 100 is less affected by the vacation situation, and in order to surely distinguish it from the new leave, the weight of the learning data corresponding to the past person and after the medical treatment period is as extreme as 0.1. You can also set a small value for. Further, the learning device 100 can change the weight of the quasi-absence to a value smaller than 0.5 among the vacation types such as annual leave and quasi-absence.

また、学習装置100は、既往者かつ療養期間後に対応する出勤簿データを、通常者の出勤簿データに置き換えて、学習データとして生成することもできる。つまり、学習装置100は、既往者かつ療養期間後に対応する学習データを、通常者の学習データに置き換えることもできる。 In addition, the learning device 100 can also replace the attendance record data of a past person and the corresponding attendance record data after the medical treatment period with the attendance record data of a normal person and generate it as learning data. That is, the learning device 100 can also replace the learning data corresponding to the past person and after the medical treatment period with the learning data of the normal person.

[重みの変更対象]
実施例1では、既往者かつ療養期間後に該当する学習データの重みを変更する例を説明したが、これに限らず、例えば、既往者に対応する学習データに対しては、療養期間前後に関係なく、重みとして「0.5」を設定することもできる。また、実施例1では、出勤簿データの各要素のうち、出欠区分の重みを0.5に変更し、その他の要素(月度など)については重みを1.0とする例を説明したが、これに限定されるものではなく、重みを変更する要素は任意に変更することができる。
[Weight change target]
In the first embodiment, an example of changing the weight of the learning data corresponding to the past person and after the medical treatment period has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, the learning data corresponding to the past person is related to before and after the medical treatment period. Instead, "0.5" can be set as the weight. Further, in the first embodiment, among the elements of the attendance record data, the weight of the attendance classification is changed to 0.5, and the weight of the other elements (monthly, etc.) is set to 1.0. The element that changes the weight is not limited to this, and can be changed arbitrarily.

また、実施例1では、過去に療養経験のある既往者のテンソルデータの重みを変更する例を説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、育児や介護をしている従業員など、本人の体調不良には起因しない勤務の乱れがあるような従業員のデータも、新規療養予測のノイズとなりうるため、これらの従業員を対象とするなど、テンソルデータの重みを変更する条件は、任意に変更できる。 Further, in the first embodiment, an example of changing the weight of the tensor data of a person who has a medical treatment experience in the past has been described, but the present invention is not limited to this. For example, data on employees who have childcare or long-term care and who have work disruptions that are not caused by their physical condition can also be noise in new medical treatment predictions, so these employees are targeted. The conditions for changing the weight of the tensor data can be changed arbitrarily.

また、上記実施例では、学習時、出勤簿データから自動で6か月や3か月の期間抽出の上、「療養あり」「療養なし」のラベルを付与し学習する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ユーザによりあらかじめ期間抽出やラベルが付与されている場合は、与えられたデータや付与済みのラベルを使用することもできる。 Further, in the above embodiment, an example of learning by automatically extracting a period of 6 months or 3 months from the attendance record data at the time of learning and assigning labels of "with medical treatment" and "without medical treatment" has been described. It is not limited to this. For example, when the period extraction or the label is given by the user in advance, the given data or the given label can be used.

また、ラベルの設定例も一例であり、療養ありと療養なしに限らず、体調不良者と通常者、休職ありと休職なしなどのように、体調不良者の有無を区別できる様々なラベルを用いることもできる。また、各実施例で説明した値なども一例であり、任意に変更することができる。 In addition, an example of setting a label is also an example, and various labels that can distinguish the presence or absence of a person with poor physical condition are used, such as a person with poor physical condition and a normal person, a person with leave and no leave, etc. You can also do it. Further, the values described in each embodiment are also examples, and can be arbitrarily changed.

また、6か月の出勤簿データを予測に用いるデータとして使用したが、これに限定されるものではなく、4か月など任意に変更することができる。また、6か月の出勤簿データに対して、その後3か月以内に療養したか否かによってラベルを付与する例を説明したが、これに限定されるものではなく、2か月以内など任意に変更することができる。また、上記実施例では、学習装置100が出勤簿データをテンソル化する例を説明したが、他の装置がテンソル化したデータを取得して上記各処理を実行することもできる。なお、実施例では、実際は4階テンソルであるが説明を簡略化するために3階テンソルで説明したが、あくまで一例であり、任意に変更することができる。また、次元数も任意に変更することができる。 Further, although the attendance record data of 6 months was used as the data used for the prediction, it is not limited to this and can be changed arbitrarily such as 4 months. In addition, an example of assigning a label to the 6-month attendance record data depending on whether or not the patient has been treated within the next 3 months has been described, but the present invention is not limited to this, and any option such as within 2 months Can be changed to. Further, in the above embodiment, the example in which the learning device 100 converts the attendance record data into a tensor has been described, but it is also possible for another device to acquire the tensorized data and execute each of the above processes. In the embodiment, the tensor is actually the 4th floor tensor, but the tensor on the 3rd floor is used for simplification of the explanation, but this is just an example and can be changed arbitrarily. Moreover, the number of dimensions can be changed arbitrarily.

[想定システム]
上記実施例では、出勤簿データを学習して療養する可能性がある従業員を予測する例で説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電子部品の動作データを用いた故障予測、通信データを用いた攻撃予測、道路の交通量データを用いた渋滞予測などにも適用することができる。
[Assumed system]
In the above embodiment, the example of predicting the employees who may learn the attendance record data and receive medical treatment has been described, but the present invention is not limited to this. For example, it can be applied to failure prediction using electronic component operation data, attack prediction using communication data, traffic congestion prediction using road traffic data, and the like.

[ニューラルネットワーク]
本実施例では、RNN(Recurrent Neural Networks)やCNN(Convolutional Neural Network)など様々なニューラルネットワークを用いることができる。また、学習の手法も、誤差逆伝播以外にも公知の様々な手法を採用することができる。また、ニューラルネットワークは、例えば入力層、中間層(隠れ層)、出力層から構成される多段構成であり、各層は複数のノードがエッジで結ばれる構造を有する。各層は、「活性化関数」と呼ばれる関数を持ち、エッジは「重み」を持ち、各ノードの値は、前の層のノードの値、接続エッジの重みの値(重み係数)、層が持つ活性化関数から計算される。なお、計算方法については、公知の様々な手法を採用できる。
[neural network]
In this embodiment, various neural networks such as RNN (Recurrent Neural Networks) and CNN (Convolutional Neural Network) can be used. Further, as a learning method, various known methods other than error back propagation can be adopted. Further, the neural network has a multi-stage structure composed of, for example, an input layer, an intermediate layer (hidden layer), and an output layer, and each layer has a structure in which a plurality of nodes are connected by edges. Each layer has a function called "activation function", the edge has "weight", and the value of each node is the value of the node of the previous layer, the value of the weight of the connecting edge (weight coefficient), and the layer has. Calculated from the activation function. As the calculation method, various known methods can be adopted.

また、ニューラルネットワークにおける学習とは、出力層が正しい値となるように、パラメータ、すなわち、重みとバイアスを修正していくことである。誤差逆伝播法においては、ニューラルネットワークに対して、出力層の値がどれだけ正しい状態(望まれている状態)から離れているかを示す「損失関数(loss function)」を定め、最急降下法等を用いて、損失関数が最小化するように、重みやバイアスの更新が行われる。 In addition, learning in a neural network is to modify parameters, that is, weights and biases, so that the output layer has correct values. In the back-propagation method, the neural network is defined with a "loss function" that indicates how far the value of the output layer is from the correct state (desired state), and the steepest descent method, etc. Is used to update the weights and biases so that the loss function is minimized.

[システム]
上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。また、実施例で説明した具体例、分布、数値などは、あくまで一例であり、任意に変更することができる。
[system]
Information including processing procedures, control procedures, specific names, various data and parameters shown in the above documents and drawings can be arbitrarily changed unless otherwise specified. In addition, the specific examples, distributions, numerical values, etc. described in the examples are merely examples and can be arbitrarily changed.

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られない。つまり、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。 Further, each component of each of the illustrated devices is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific forms of distribution and integration of each device are not limited to those shown in the figure. That is, all or a part thereof can be functionally or physically distributed / integrated in any unit according to various loads, usage conditions, and the like. Further, each processing function performed by each device may be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic.

[ハードウェア]
図22は、ハードウェア構成例を説明する図である。図22に示すように、学習装置100は、通信装置100a、HDD(Hard Disk Drive)100b、メモリ100c、プロセッサ100dを有する。また、図22に示した各部は、バス等で相互に接続される。
[hardware]
FIG. 22 is a diagram illustrating a hardware configuration example. As shown in FIG. 22, the learning device 100 includes a communication device 100a, an HDD (Hard Disk Drive) 100b, a memory 100c, and a processor 100d. Further, the parts shown in FIG. 22 are connected to each other by a bus or the like.

通信装置100aは、ネットワークインタフェースカードなどであり、他のサーバとの通信を行う。HDD100bは、図6に示した機能を動作させるプログラムやDBを記憶する。 The communication device 100a is a network interface card or the like, and communicates with another server. The HDD 100b stores a program or DB that operates the function shown in FIG.

プロセッサ100dは、図6に示した各処理部と同様の処理を実行するプログラムをHDD10b等から読み出してメモリ10cに展開することで、図6等で説明した各機能を実行するプロセスを動作させる。すなわち、このプロセスは、学習装置100が有する各処理部と同様の機能を実行する。具体的には、プロセッサ100dは、学習データ生成部111、既往者判定部112、重み設定部113、テンソル生成部114、学習部115、予測部116等と同様の機能を有するプログラムをHDD100b等から読み出す。そして、プロセッサ100dは、学習データ生成部111、既往者判定部112、重み設定部113、テンソル生成部114、学習部115、予測部116等と同様の処理を実行するプロセスを実行する。 The processor 100d reads a program that executes the same processing as each processing unit shown in FIG. 6 from the HDD 10b or the like and expands the program into the memory 10c to operate a process that executes each function described in FIG. 6 or the like. That is, this process executes the same function as each processing unit of the learning device 100. Specifically, the processor 100d outputs a program having the same functions as the learning data generation unit 111, the history determination unit 112, the weight setting unit 113, the tensor generation unit 114, the learning unit 115, the prediction unit 116, etc. from the HDD 100b or the like. read out. Then, the processor 100d executes a process of executing the same processing as the learning data generation unit 111, the history determination unit 112, the weight setting unit 113, the tensor generation unit 114, the learning unit 115, the prediction unit 116, and the like.

このように学習装置100は、プログラムを読み出して実行することで学習方法を実行する情報処理装置として動作する。また、学習装置100は、媒体読取装置によって記録媒体から上記プログラムを読み出し、読み出された上記プログラムを実行することで上記した実施例と同様の機能を実現することもできる。なお、この他の実施例でいうプログラムは、学習装置100によって実行されることに限定されるものではない。例えば、他のコンピュータまたはサーバがプログラムを実行する場合や、これらが協働してプログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。 In this way, the learning device 100 operates as an information processing device that executes the learning method by reading and executing the program. Further, the learning device 100 can realize the same function as that of the above-described embodiment by reading the program from the recording medium by the medium reading device and executing the read program. The program referred to in the other embodiment is not limited to being executed by the learning device 100. For example, the present invention can be similarly applied when another computer or server executes a program, or when they execute a program in cooperation with each other.

このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO(Magneto−Optical disk)、DVD(Digital Versatile Disc)などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することができる。 This program can be distributed over networks such as the Internet. In addition, this program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, flexible disk (FD), CD-ROM, MO (Magneto-Optical disk), or DVD (Digital Versatile Disc), and is recorded from the recording medium by the computer. It can be executed by being read.

100 学習装置
101 通信部
102 記憶部
103 重み情報DB
104 出勤簿データDB
105 学習データDB
106 テンソルDB
107 学習結果DB
108 予測対象DB
110 制御部
111 学習データ生成部
112 既往者判定部
113 重み設定部
114 テンソル生成部
115 学習部
116 予測部
100 Learning device 101 Communication unit 102 Storage unit 103 Weight information DB
104 Attendance record data DB
105 Learning data DB
106 Tensor DB
107 Learning result DB
108 Prediction target DB
110 Control unit 111 Learning data generation unit 112 Past person determination unit 113 Weight setting unit 114 Tensor generation unit 115 Learning unit 116 Prediction unit

Claims (6)

少なくとも日付、月度、診療された患者の症状の内容を示す症状を各要素とする複数のレコードから構成される患者の診療データと、
前記診療データの所定期間ごとを教師有学習の説明変数である1つの学習データとし、各学習データに対して設定された、前記所定期間から指定期間以内の間に前記症状に入院が設定される入院期間がある場合に前記患者が入院した経験がある体調不良者を示し、前記所定期間から指定期間以内の間に前記症状に入院が設定される入院期間がない場合に前記患者が入院したことがない通常者を示す前記教師有学習の目的変数である正解情報として利用される罹患情報であって、学習器による各学習データに基づく前記教師有学習の処理に用いられる前記罹患情報と前記診療データから生成されるテンソルデータの形状を変化させる重みを示す重み情報と
を含む医療用のデータ構造であって、
ターゲットコアテンソルと、過去に入院期間があるが退院している回復患者への重み付けルールと、前記医療用のデータ構造とを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記ターゲットコアテンソルと前記重み付けルールと前記医療用のデータ構造とに基づいて各学習データからテンソルデータを生成する生成部とを有する学習装置が、
第1の患者が前記回復患者に該当する場合、前記重み情報と前記重み付けルールにしたがって、前記第1の患者に対応する学習データのうち過去の入院期間後の学習データに対して、前記過去の入院期間後の学習データのいずれかの要素の重みを変更して第1のテンソルデータを生成し、前記ターゲットコアテンソルと類似するように前記第1のテンソルデータから第1のコアテンソルを生成し、テンソルデータを用いた学習を行う前記学習器に前記第1のコアテンソルを入力して、前記学習器による出力結果と前記過去の入院期間後の学習データ対して設定された第1の罹患情報との差分を用いた教師有学習を前記学習器に実行させる処理に用いられる医療用のデータ構造。
Patient medical data consisting of multiple records with each element being a symptom indicating at least the date, month, and the content of the patient's symptom.
Each predetermined period of the medical care data is set as one learning data which is an explanatory variable of supervised learning, and hospitalization is set for the symptom within a specified period from the predetermined period set for each learning data. When there is a hospitalization period, it indicates a person who is in poor physical condition who has been hospitalized, and the patient is hospitalized when there is no hospitalization period for which hospitalization is set for the symptom within the specified period from the predetermined period. The morbidity information used as the correct answer information which is the objective variable of the supervised learning indicating a normal person who does not have the above, and the morbidity information used for the processing of the supervised learning based on each learning data by the learning device and the medical treatment. Weight information that indicates the weight that changes the shape of the tensor data generated from the data ,
A medical data structure that includes
A storage unit that stores a target core tensor, a weighting rule for a recovery patient who has been hospitalized but has been discharged in the past, a data structure for medical use, and the target core tensor stored in the storage unit. A learning device having a generation unit that generates tensor data from each training data based on the weighting rule and the medical data structure.
When the first patient corresponding to the recovery patient, wherein according to weight information and said weighting rules for training data after past hospitalization among the learning data corresponding to the first patient, the past The weight of any element of the training data after the hospitalization period is changed to generate the first tensor data, and the first core tensor is generated from the first tensor data so as to be similar to the target core tensor. and, by entering the first core tensor to the learning device for performing learning using the tensor data, a first that is set for the learning data after output and the previous hospitalization period by the learning device A medical data structure used in a process for causing the learner to perform supervised learning using a difference from morbidity information.
前記学習装置が、前記第1の患者が前記回復患者に該当する場合、前記重み情報と前記重み付けルールにしたがって、前記診療データの日付、月度および症状のうちの第一の次元の要素のそれぞれの重みを変更して、前記第一の次元とは異なる第二の次元の要素の重みをそのままとする、請求項1に記載の医療用のデータ構造。 The learning device, when the first patient corresponding to the recovery patient, according to the weight information and the weighting rules, each of the first dimension of the element of the date of medical data, monthly and symptoms The medical data structure according to claim 1, wherein the weights of the elements of the second dimension different from the first dimension are left as they are. 複数のノードと、前記複数のノードを接続するエッジとから成るグラフデータから構成された患者の診療データであって、
前記複数のノードは、日付、月度および症状のノードから構成され、
当該日付、月度および症状のノードは、日付、月度および症状の数だけそれぞれ存在し、
各ノードには、日付、月度および症状の状況に応じた値が格納されており、
前記エッジは、日付のノードと、月度のノードと、症状のノードのうち関連のあるノードを接続し、
前記学習装置が
前記第1の患者が前記回復患者に該当する場合であって、前記診療データの日付、月度および症状のうちの第一の次元の要素のそれぞれの重みを変更したときに、前記重みに基づいて前記第一の次元に対応するノードに格納された値を変更したグラフデータを示すテンソルデータを生成し、前記ターゲットコアテンソルと類似するように前記第1のテンソルデータから前記第1のコアテンソルを生成し、前記学習器に前記第1のコアテンソルを入力し、
前記第1の患者が前記回復患者に該当しない場合は、ノードに格納された値を変更しない状態のグラフデータを示すテンソルデータを生成し、前記ターゲットコアテンソルと類似するように前記テンソルデータから第2のコアテンソルを生成し、前記学習器に第2のコアテンソルを入力し、
前記学習器が、
前記第1のコアテンソルが入力されたときは、前記回復患者の特徴を示すノードとエッジの関係を学習し、
前記第2のコアテンソルが入力されたときは、入院した経験がない正常者の特徴を示すノードとエッジの関係を学習する、
請求項2に記載の医療用のデータ構造。
It is medical care data of a patient composed of graph data composed of a plurality of nodes and an edge connecting the plurality of nodes.
The plurality of nodes consist of date, month and symptom nodes.
There are as many nodes for the date, month, and symptom as there are dates, months, and symptoms, respectively.
Each node stores values according to the date, month, and symptom status.
The edge connects the date node, the monthly node, and the relevant node of the symptom nodes.
When the learning device changes the weight of each of the elements of the first dimension of the date, month, and symptom of the medical data in the case where the first patient corresponds to the recovery patient, the said. Tensor data showing graph data in which the values stored in the node corresponding to the first dimension are changed based on the weight is generated, and the first tensor data is converted from the first tensor data so as to be similar to the target core tensor. The core tensor of the above is generated, and the first core tensor is input to the learner.
When the first patient does not correspond to the recovery patient, tensor data showing graph data in a state where the value stored in the node is not changed is generated, and the tensor data is used to resemble the target core tensor. Generate 2 core tensors, input the 2nd core tensor into the learner,
The learner
When the first core tensor is input, the relationship between the node and the edge showing the characteristics of the recovery patient is learned, and the relationship is learned.
When the second core tensor is input, the relationship between the node and the edge, which is characteristic of a normal person who has never been hospitalized, is learned.
The medical data structure according to claim 2.
前記重み付けルールは、重み変更前後で各診療データのグラフ構造の形状が変化するように、前記グラフ構造のノードの値またはエッジの長さを変更する情報であることを特徴とする請求項1に記載の医療用のデータ構造。 According to claim 1, the weighting rule is information for changing the value of a node or the length of an edge of the graph structure so that the shape of the graph structure of each medical data changes before and after the weight change. Described medical data structure. 前記学習装置が、前記体調不良者の診療データに基づく学習データから生成される第3のテンソルデータに類似する前記回復患者の診療データに基づく学習データから生成される前記第1のテンソルデータに含まれる要素のうちいずれかの要素の重みを変更することで、テンソル分解によって前記第3のテンソルデータから生成されるコアテンソルの主成分方向と、前記第1のテンソルデータから生成される前記第1のコアテンソルの主成分方向とを差別化して、前記体調不良者の特徴量と前記回復患者の特徴量のそれぞれを前記学習器に学習させる、ことを特徴とする請求項1に記載の医療用のデータ構造。 The learning device is included in the first tensor data generated from the learning data based on the medical data of the recovery patient, which is similar to the third tensor data generated from the learning data based on the medical data of the poor physical condition. By changing the weight of any of the elements, the direction of the principal component of the core tensor generated from the third tensor data by the tensor decomposition and the first tensor data generated from the first tensor data. The medical use according to claim 1, wherein the learning device is made to learn each of the characteristic amount of the poorly ill person and the characteristic amount of the recovery patient by differentiating from the main component direction of the core tensor. Data structure. 前記学習装置が、
前記罹患情報に前記入院が設定されていることにより、前記第1の患者が前記回復患者に該当する場合、前記重み情報と前記重み付けルールにしたがって、前記第1の患者の前記診療データから生成された各学習データのうち前記過去の入院期間後の学習データに対して、前記過去の入院期間後の学習データのいずれかの要素の重みを変更することで、重みを変更する前の学習データから生成された元のテンソルデータの形状を変化させた前記第1のテンソルデータに変更し、前記ターゲットコアテンソルと類似するように前記第1のテンソルデータから前記第1のコアテンソルを生成し、前記学習器に前記第1のコアテンソルを入力して、前記学習器による出力結果と前記過去の入院期間後の学習データに対して設定される罹患情報との差分を用いた教師有学習を実行し、
前記罹患情報に前記入院が設定されていないことにより、前記第1の患者が前記回復患者に該当しない場合、前記重み情報と前記重み付けルールにしたがって、前記第1の患者の前記診療データから生成された各学習データを、前記過去の入院期間後の学習データのいずれの要素の重みを変更することなく各テンソルデータに変更し、前記ターゲットコアテンソルと類似するように前記各テンソルデータから各コアテンソルを生成し、前記学習器に前記各コアテンソルを入力して、前記学習器による出力結果と前記各学習データに対して設定される罹患情報との差分を用いた教師有学習を実行する処理に用いられる、請求項1に記載の医療用のデータ構造。
The learning device
By the admission to the affected information is set, when the first patient corresponding to the recovery patient, in accordance with the weighting rule and the weight information, generated from the clinical data of the first patient By changing the weight of any element of the training data after the past hospitalization period with respect to the training data after the past hospitalization period among the trained data, the training data before the weight is changed. The shape of the original tensor data generated from is changed to the first tensor data, and the first core tensor is generated from the first tensor data so as to be similar to the target core tensor. The first core tensor is input to the learner, and supervised learning is executed using the difference between the output result of the learner and the morbidity information set for the learning data after the past hospitalization period. And
By the said admission to the affected information is not set, generated from the case of the first patient does not correspond to the recovery patient, according to the weight information and the weighting rules, the first patient of the medical data Each of the trained data is changed to each tensor data without changing the weight of any element of the training data after the past hospitalization period, and each core from the tensor data so as to be similar to the target core tensor. A process of generating a tensor, inputting each core tensor into the learning device, and executing supervised learning using the difference between the output result of the learning device and the morbidity information set for each learning data. The medical data structure according to claim 1, which is used in the above.
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