Academic Journal
Персонализация автоматической системы управления уровнем глюкозы по реальным данным
| Τίτλος: | Персонализация автоматической системы управления уровнем глюкозы по реальным данным |
|---|---|
| Στοιχεία εκδότη: | Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН, 2023. |
| Έτος έκδοσης: | 2023 |
| Θεματικοί όροι: | simplified mathematical model, personalized model parameters, непрерывная гликемическая кривая, персонализированные параметры модели, ПД-регулятор, blood glucose control, «упрощенная» математическая модель, PD controller, управление уровнем глюкозы в крови, continuous glycemic curve |
| Περιγραφή: | Приведен обзор применения методов машинного обучения и анализа данных в медицине. Рассмотрена проблема построения замкнутой персонализированной системы автоматического управления уровнем глюкозы в крови человека, ориентированной на конкретного больного, с использованием измерений сенсором уровня глюкозы в интерстициальном пространстве. Описаны модификация модели регулирования уровня глюкозы в крови больного диабетом 1 типа при поступлении глюкозы с принятием пищи и подачи экзогенного инсулина в кровоток, а также методика выделения группы персонализированных параметров модели, требующих индивидуальной идентификации. Приведен пример идентификации параметров модели по реальным данным больного диабетом 1 типа и расчета результата применения оптимального ПД-управления подачей экзогенного инсулина в идентифицированной модели. Результат сравнен с реальным поведением гликемической кривой после однократного введения пациенту инсулина по рекомендации врача. Показано, что оптимальное ПД-управление эффективно стабилизирует уровень глюкозы в крови, помогая избежать развития гипогликемии. Полученные результаты могут использоваться при проектировании систем автоматического управления уровнем глюкозы в крови человека – инсулиновых помп. This paper overviews the application of machine learning and data analysis methods in medicine. The problem of constructing a closed personalized automatic control system for blood glucose level is considered. Such a system focuses on a particular patient and involves glucose level measurements in the interstitial space by a sensor. We describe a modification of the glucose level regulation model for the blood of a patient during the intake of glucose with meals and the supply of exogenous insulin into the bloodstream. Also, we propose an isolating search method for a group of personalized model parameters to be identified individually. As an example, model parameters are identified for a patient with type 1 diabetes based on real data, and the optimal PD control law of exogenous insulin supply is applied in the identified model. The result is compared with the actual glycemic curve after a single administration of insulin to the patient as recommended by a physician. As shown, the optimal PD control law effectively stabilizes blood glucose level to avoid the development of hypoglycemia. The results of this paper can be used to design automatic glucose control systems for humans (insulin pumps). Проблемы управления, Выпуск 1 2023, Pages 26-35 |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Γλώσσα: | Russian |
| DOI: | 10.25728/pu.2023.1.3 |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.doi...........74e6d29ae4a40138f051808c1fb8ccf0 |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.25728/pu.2023.1.3 |
|---|