本文關(guān)鍵詞：1型糖尿病患者血糖建模與控制的臨床研究

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【摘要】：近十年來,糖尿病患者數(shù)量在全世界范圍內(nèi)快速增長。1型糖尿病患者由于自身胰島β細(xì)胞損壞,無法分泌胰島素,因此需要接受胰島素強(qiáng)化治療。將血糖控制在正常范圍內(nèi)可以抑制微血管、心血管等并發(fā)癥的發(fā)展,延長1型糖尿病患者的壽命。1型糖尿病沒有根治的方法,只能通過注射外源性胰島素控制血糖。人工胰臟通過持續(xù)皮下胰島素輸注,利用了血糖的實(shí)時(shí)信息,屬于閉環(huán)控制,因此相比于傳統(tǒng)的每日多次皮下胰島素輸注能夠顯著降低嚴(yán)重低血糖發(fā)生的頻率。目前,很多研究提出了各種血糖閉環(huán)控制算法,其中一些算法已經(jīng)進(jìn)行了臨床試驗(yàn)。本文中設(shè)計(jì)了一個(gè)血糖閉環(huán)控制臨床試驗(yàn),十例患者納入并完成了該試驗(yàn)。通過患者血糖信息為每位患者建立血糖-胰島素模型,并為其設(shè)置個(gè)性化的控制參數(shù),利用模型預(yù)測控制算法計(jì)算不同時(shí)刻患者所需的胰島素輸注率,并通過前一天的血糖控制效果去調(diào)節(jié)后一天的血糖設(shè)定值,使得血糖控制效果具有學(xué)習(xí)的特征。不同天數(shù)的血糖數(shù)據(jù)分析表明,隨著設(shè)定值一天天的調(diào)整,該人工胰臟的血糖控制效果也逐漸變好。為了測試算法的魯棒性,本文為每位患者設(shè)計(jì)了一個(gè)包含酒精干擾及一個(gè)包含運(yùn)動(dòng)干擾的臨床試驗(yàn),血糖數(shù)據(jù)分析表明,控制算法在存在酒精干擾及運(yùn)動(dòng)干擾的情況下,依舊能夠取得不錯(cuò)的血糖控制效果。前人關(guān)于血糖-胰島素模型的研究中往往將胰島素輸入時(shí)滯設(shè)為固定值,本文中考慮患者在不同時(shí)刻對(duì)胰島素的吸收時(shí)間可能發(fā)生變化,在建立血糖模型時(shí)假設(shè)胰島素輸入存在時(shí)變時(shí)滯,并且假設(shè)該時(shí)滯服從馬爾科夫鏈分布,利用期望最大化算法辨識(shí)得到模型輸入輸出參數(shù)以及時(shí)變時(shí)滯,獲得了優(yōu)于傳統(tǒng)最小二乘法辨識(shí)的模型。
【關(guān)鍵詞】：1型糖尿病 人工胰臟 模型辨識(shí) 血糖控制 學(xué)習(xí)型模型預(yù)測控制 時(shí)變時(shí)滯 期望最大化
【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】：2016
【分類號(hào)】：R587.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景與意義12-15
• 1.1.1 糖尿病12-13
• 1.1.2 人工胰臟13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 血糖-胰島素動(dòng)態(tài)模型15-20
• 1.2.1.1 基于生理模型15-19
• 1.2.1.2 基于辨識(shí)模型19-20
• 1.2.2 人工胰臟血糖閉環(huán)控制算法20-22
• 1.3 本文研究的目的和主要內(nèi)容22-24
• 第二章 學(xué)習(xí)型人工胰臟的臨床研究24-46
• 2.1 學(xué)習(xí)型人工胰臟24-28
• 2.1.1 1型糖尿病患者血糖-胰島素動(dòng)態(tài)模型24
• 2.1.2 模型預(yù)測控制算法24-27
• 2.1.3 學(xué)習(xí)型模型預(yù)測控制算法27-28
• 2.2 1型糖尿病患者個(gè)性化控制參數(shù)28-29
• 2.3 學(xué)習(xí)型人工胰臟臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)29-32
• 2.4 學(xué)習(xí)型人工胰臟臨床試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估32-44
• 2.4.1 幾種常用的血糖控制評(píng)價(jià)指標(biāo)32-36
• 2.4.2 學(xué)習(xí)型人工胰臟血糖控制評(píng)價(jià)結(jié)果36-44
• 2.5 本章小結(jié)44-46
• 第三章 基于期望最大化算法的1型糖尿病患者模型辨識(shí)46-56
• 3.1 期望最大化算法辨識(shí)馬爾科夫時(shí)滯模型46-49
• 3.2 期望最大化算法辨識(shí)血糖-胰島素模型49-54
• 3.3 本章小結(jié)54-56
• 第四章 總結(jié)與展望56-58
• 4.1 本文總結(jié)56
• 4.2 未來工作展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-64
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64-66
• 作者及導(dǎo)師簡介66-67
• 附件67-68

【相似文獻(xiàn)】

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