Адаптированный алгоритм работы имплантируемого дозатора инсулина

Abstract

Актуальность. Сахарный диабет занимает одно из первых мест среди причин смертности. Это обусловлено, прежде всего, индивидуальным характером протекания заболевания. Алгоритм процедуры терапии (введения инсулина) определяет врач на основе модельных представлений о динамике процесса регуляции гликемии. Существующие модели имеют ограничения, связанные со сложностью учета индивидуальных особенностей пациента и ограниченным числом контролируемых показателей организма человека. Поэтому разработка более адекватных моделей гликемии и алгоритмов введения инсулина, позволяющих учитывать текущее состояние пациента, является актуальной задачей. Цель работы. Целью работы является развитие теории математического моделирования сложных систем и разработка адаптивного алгоритма работы имплантируемого дозатора инсулина на основе предлагаемой модели динамики уровня глюкозы в крови человека. Материалы и методы. Для обоснования модели гликемии использованы методы структурной и параметрической идентификации моделей гомеостатических систем в классе дифференциальных и интегральных уравнений, что позволяет получить модель, воспроизводящую данные экспериментальных исследований. Для проверки эффективности разработанного алгоритма использованы экспериментальные данные динамики гликемии пациентов больных сахарным диабетом первого типа. Результаты. Численные эксперименты показали эффективность предложенной модели динамики уровня глюкозы в крови человека для разработки алгоритма нормализации гликемии с помощью имплантируемого дозатора инсулина. Преимуществом предлагаемого алгоритма является возможность поддержки уровня глюкозы в крови пациента независимо от режима питания. Выводы. В результате численных экспериментов была показана эффективность использования разработанной модели динамики уровня глюкозы в крови человека для создания алгоритма работы имплантируемого дозатора инсулина. При известной динамике уровня глюкозы пациента, создание индивидуального алгоритма введения инсулина позволяет нормализовать концентрацию глюкозы в крови независимо от режима питания, в отличие от существующих дозаторов инсулина, работающих по жесткой программе и требующих придерживаться режимов питания.

Keywords

• алгоритм
• диабет сахарный
• гликемия
• инсулин
• математическое моделирование
• глюкоза
• структурная идентификация