کنترل تطبیقی عصبی پانکراس مصنوعی برای بیماران دیابت نوع یک با در نظر گرفتن محدودیت در نرخ انسولین تزریقی

کنترل متغیرهای حیاتی در افراد بیمار که سیستم کنترل طبیعی آن­ها به دلایلی با مشکل مواجه شده، امری ضروری است. یکی از این متغیرهای حیاتی سطح گلوکز خون است و متاسفانه در افرادی که دچار بیماری دیابت (بیماری قند خون) هستند تنظیم سطح گلوکز خون به­درستی صورت نمی­گیرد. در جهت جبران این فقدان، در سال­های گذشته تحقیقات و تلاش­های متعددی جهت ساخت و بهبود عملکرد پانکراس مصنوعی به جهت کنترل قند خون انجام گرفته­ است. وجود عواملی مانند نامعینی­های متعدد که ناشی از تفاوت­های فیزیولوژیکی در اشخاص، فعالیت­های گوناگون در طول روز، اثرگذاری با تاخیر کربوهیدرات­ها در میزان قند خون بدن، استرس و ورزش، کنترل پانکراس مصنوعی را به موضوعی پر چالش تبدیل کرده است.  اما یکی از چالش­های مهم در این حوزه که کمتر در تاریخچه به آن پرداخته شده است، وجود محدودیت در دز مجاز تزریق انسولین در پانکراس مصنوعی برای بیماران دیابت نوع یک است. از سویی تزریق دز بالا می­تواند مشکلاتی مانند هایپرگلیسمی را در بیماران به وجود آورد و از سوی دیگر تزریق دز منفی انسولین بی­معنا است. در این مقاله پس از انتخاب مدل برگمن و در نظر گرفتن وجود اشباع نامتقارن در عملگر، از روش کنترل گام به عقب و تلفیق آن با تکنیک تطبیقی برای بهبود عملکرد کنترل­کننده استفاده شده و پایداری سیستم حلقه­بسته تضمین می­گردد. در انتها با کمک نتایج شبیه­سازی نشان داده می­شود که با وجود اغتشاش پله­ای بزرگ، دز انسولین تزریقی در محدوده مجاز بین صفر تا ۲۰ میلی ­واحد بر دقیقه باقی­ مانده و سطح گلوکوز خون از محدوده مناسب ۱۳۰ میلی­گرم بر دسی­لیتر فراتر نمی­رود.

کلیدواژه ها:

اشباع نامتقارن محرک ، پانکراس مصنوعی ، کنترل تطبیقی شبکه عصبی ، مدل برگمن