کنترل دیابت نوع یک به روش تطبیقی مدل مرجع و پیش بین اسمیت اصلاح یافته

مسئله تنظیم قند خون در بیماران دیابتی، یکی از مسائل کنترلی بسیار مهم در حوزه ی سیستم های پزشکی می باشد. در غیاب سنسورهای گلوکز قابل اطمینان، استراتژی کنترلی نمی تواند از استراتژی های حلقه باز فراتر رود. در سال های اخیر، با پیشرفت cgm های زیرجلدی ، راهی برای استراتژی های کنترلی حلقه بسته به صورت خودکار گشوده شده است. در حقیقت، مجموعه یک دستگاه cgm، یک الگوریتم کنترلی و پمپ انسولین زیر جلدی که باهم پانکراس مصنوعی نامیده می شود، پتانسیل تنظیم غلظت گلوکز خون بیماران دیابتی را مانند پانکراس افراد سالم داراست. با وجود تحقیقات آموزشی متعدد، اجزای پانکراس مصنوعی هنوز در ساختار حلقه باز استفاده می شوند. بنابراین یک سیستم حلقه بسته هنوز به صورت تجاری وارد بازار نشده است و کنترل قند خون در بیماران دیابت نوع یک هنوز یک مسئله چالش برانگیز در مهندسی پزشکی است. در این پایان نامه، با مدلسازی معکوس سیستم، الگوریتم کنترل تطبیقی برای تنظیم قند خون بیماران دیابت نوع یک ارائه شده است. بااستفاده از سیمولاتور gim ، داده بیمار دیابتی در طول شبانه روز شبیه سازی شده است و سپس به مدلسازی رفتار فیزیولوژیکی سیستم پرداخته شده است. نظر به ماهیت تاخیری سیستم، در گام بعد، ساختار کنترلی جدیدی برای سیستم های تاخیر دار پیشنهاد شد که تلفیقی از کنترل مدل مرجع تطبیقی و پیش بین اسمیت اصلاح یافته می باشد. علاوه بر آن عملکرد کنترل حلقه باز و کنترلر تناسبی- مشتقی- انتگرالی در ساختار پیش بین اسمیت بررسی شده است. با توجه به تنوع پذیری گسترده متابولیسم بیماران مختلف در دنیای واقعی، جمعیتی از 30بیمار به صورت مجازی و با ایجاد تغییرات تصادفی پارامتری و نوسان سینوسی در پارامترهای مدل گلوکز-انسولین دالامن ایجاد شد تا تغییر پذیری بین فردی سیستم تنظیم گلوکز پیاده سازی شود. عملکرد الگوریتم طراحی شده بر اساس شاخص کمی و کیفی ارزیابی شد. نتایج حاکی از عملکرد مناسب کنترلر پیشنهادی در شرایط ناشتا، دفع اغتشاش غذا و رباستنس در برابر تغییر پذیری بین بیماران است.