Адаптивний алгоритм роботи дозатору інсулина, що імплантується
Анотація
Актуальність. Цукровий діабет посідає одне з перших місць серед причин смертності. Це обумовлено, перш за все, індивідуальним характером протікання захворювання. Алгоритм процедури терапії (введення інсуліну) визначає лікар на основі модельних уявлень про динаміку процесу регуляції глікемії. Існуючі моделі мають обмеження, пов'язані зі складністю врахування індивідуальних особливостей пацієнтата обмеженим числом контрольованих показників організму людини. Тому розробка більш адекватних моделей глікемії і алгоритмів введення інсуліну, що дозволяють враховувати поточний стан пацієнта, є актуальним завданням.
Мета роботи. Метою роботи є розвиток теорії математичного моделювання складних систем і розробка адаптивного алгоритму роботи дозатору інсуліну, що імплантується, на основі запропонованої моделі динаміки рівня глюкози в крові людини.
Матеріали та методи. Для обґрунтування моделі глікемії використані методи структурної та параметричної ідентифікації моделей гомеостатичних систем в класі диференціальних і інтегральних рівнянь, що дозволяє отримати модель, яка відтворює дані експериментальних досліджень. Для перевірки ефективності розробленого алгоритму використані експериментальні дані динаміки глікемії пацієнтів хворих на цукровий діабет першого типу.
Результати. Чисельні експерименти показали ефективність запропонованої моделі динаміки рівня глюкози в крові людини для розробки алгоритму нормалізації глікемії за допомогою дозатора інсуліну, що імплантується. Перевагою запропонованого алгоритму є можливість підтримки рівня глюкози в крові пацієнта незалежно від режиму харчування.
Висновки. В результаті чисельних експериментів була показана ефективність використання розробленої моделі динаміки рівня глюкози в крові людини для створення алгоритму роботи дозатора інсуліну, що імплантується. При відомій динаміці рівня глюкози пацієнта, створення індивідуального алгоритму введення інсуліну дозволяє нормалізувати концентрацію глюкози в крові незалежно від режиму харчування, на відміну від існуючих дозаторів інсуліну, що працюють за жорсткою програмою і вимагають дотримуватися режиму харчування.
Завантаження
Посилання
Balabolkin, M. (2000) Diabetology. Moskow: Medicine, (in Russian)
Dreval, A., Adasko, V., Galitsky, A. (1984) In the test of a wearable insulin doser in a clinical setting. Medical Technology. 3. P. 18-22. (in Russian)
Filippov, Yu., Ibragimova, L., Pekareva, E. (2012) Calculation of insulin doses with an insulin pump: optimization of the settings of "bolus calculators" Diabetes mellitus. No 3. Р. 74-80.
Bode, B.W., Strange, P. Efficacy, safety and pump compatibility of insulin as part used in continuous subcutaneous insulin infusion therapy in patients with type 1 diabetes // Diabetes Care. 2001. 24. Р. 69–72.
Garg, S., Schwartz, S., Edelman, S. Improved glucose excursions using an implantable real-time continuous glucose sensor in adults with type1 diabetes // Diabetes Care. 2004. 27. Р. 734–738.
Linkeschova, R., Raoul, M., Bottt, U., Berger M. (2003) Better diabetes control, quality of life and less severe hypoglycemiawith insulin pump treatment // Diabetologia. 43 (suppl. 1). Р. 748.
Linkeschova, R., Raoul, M., Bottt, U., Berger, M., Spraul, M. (2002) Less severe hypoglycaemia, better metabolic control, and improved quality of life in type 1 diabetes mellitus with continuous subcutaneous insulin infusion (CSII) therapy: an observational study of 100 consecutive patients followed for a mean of 2 years // Diabetic Medicine. Р. 746–751.
Novosel'tsev, V.I. (1978) Theory of Control and Biosystems. Moscow: Nauka. (in Russian)
Antonomov, Yu.G., Kiforenko, S.I., Mikulskaya, I.A., Parokonnaya, N.K. 1971)Mathematical theory of the blood sugar system. Kiev: Naukova Dumka. (in Ukrainian)
Lapta, S.I., Lapta, S.S., Solovyova, O.I. (2009) Functional-structural mathematical modeling of complex homeostatic systems. Kharkov: Kharkiv University of Economics. (in Ukrainian)
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
