【摘要】：胰島素泵療法是一種通過(guò)皮下持續(xù)輸注胰島素來(lái)控制糖尿病人血糖的設(shè)備。多項(xiàng)研究證明,對(duì)于1型和部分2型糖尿病人而言,胰島素泵治療方法可以很好的控制血糖,使用起來(lái)也方便,對(duì)于各個(gè)年齡段的人群都適用,因此胰島素泵的使用正在增加。當(dāng)前,胰島素泵主要采用單激素策略(只輸注胰島素),可是單激素控制方法無(wú)法對(duì)病人出現(xiàn)的低血糖狀況進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)救處理,而人體即使出現(xiàn)短時(shí)間的低血糖就可能造成極大的危險(xiǎn),甚至對(duì)生命構(gòu)成危險(xiǎn),因此使用胰高血糖素來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題是很好的選擇。很多臨床試驗(yàn)表明雙激素療法(輸注胰島素和胰高血糖素)是最有希望控制血糖的辦法,它可以更精確的模擬人體胰島分泌兩種激素的生理方式。針對(duì)上述問(wèn)題,本文研究的雙激素控制策略和方法,旨在進(jìn)一步降低低血糖出現(xiàn)的幾率,從而更好的減少甚至避免低血糖所帶來(lái)的嚴(yán)重危害。本文采用MPC和博弈論的思想對(duì)雙激素控制中的兩個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)了預(yù)測(cè)控制器,并設(shè)計(jì)了代價(jià)函數(shù)和切換規(guī)則,并對(duì)此方案進(jìn)行性了仿真實(shí)驗(yàn),證明了該方法的有效性。同時(shí)將該切換控制方法同傳統(tǒng)的單激素控制和雙激素控制方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比并進(jìn)行了魯棒性測(cè)試,證明了該方法的優(yōu)越性。研究的最終目的是利用模型預(yù)測(cè)控制(MPC)和博弈論,設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的、有效的控制方法來(lái)協(xié)調(diào)兩種激素的注射,并使其達(dá)到經(jīng)濟(jì)利益最大化。本文基于MPC和博弈論的“人工胰臟”雙激素控制方案,希望可以得到新的有關(guān)糖尿病治療的方法和思路。
[Abstract]:Insulin pump therapy is a device for controlling blood sugar in diabetics by continuous subcutaneous insulin infusion. A number of studies have shown that for type 1 and part of type 2 diabetics, insulin pump therapy can control blood sugar very well and is convenient to use, and is suitable for people of all ages, so the use of insulin pump is increasing. At present, the insulin pump mainly adopts the single hormone strategy (only infusing insulin), but the single hormone control method can not carry on the prompt remedial treatment to the patient's hypoglycemia condition. Even if the human body appears hypoglycemia for a short period of time may cause great danger, even pose a danger to life, so it is a good choice to use glucagon to solve this problem. Many clinical trials have shown that dihormone therapy (insulin infusion and glucagon) is the most promising way to control blood sugar, which can more accurately mimic the physiological way in which two hormones are secreted by human pancreatic islets. In view of the above problems, the control strategy and method of double hormone studied in this paper aims to further reduce the probability of hypoglycemia, so as to better reduce or even avoid the serious harm caused by hypoglycemia. In this paper, MPC and game theory are used to design the predictive controller for the two subsystems of double hormone control, and the cost function and switching rule are designed. At the same time, the switching control method is compared with the traditional single hormone control method and the double hormone control method, and the robustness test is carried out, which proves the superiority of the method. The ultimate purpose of the study is to design a reasonable and effective control method to coordinate the injection of two hormones and maximize the economic benefits by using model predictive control (MPC) and game theory. In this paper, based on MPC and game theory, we hope to get a new method and thought of diabetes treatment based on the "artificial pancreas" double hormone control scheme.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R587.1

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本文編號(hào)：2198396