量子化制約を考慮したオブザーバベース予測フィードバックアプローチによる1型糖尿病患者に対する血糖の遅延非依存性調節【JST・京大機械翻訳】

Golestani Farzaneh; Tavazoei Mohammad Saleh

文献

J-GLOBAL ID：202202259501652294 整理番号：22A0478532

量子化制約を考慮したオブザーバベース予測フィードバックアプローチによる1型糖尿病患者に対する血糖の遅延非依存性調節【JST・京大機械翻訳】

Delay-Independent regulation of blood glucose for type-1 diabetes mellitus patients via an observer-based predictor feedback approach by considering quantization constraints

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巻： 63 ページ： 240-252 発行年： 2022年
JST資料番号： W0964A ISSN： 0947-3580 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

広範な慢性疾患としての糖尿病は,膵臓インシュリン産生不全および/または体内のインシュリン抵抗性による血糖濃度(BGC)の増加によって引き起こされる。閉ループインスリン送達制御システムとして知られる人工膵臓(AP)は,BGC測定用のグルコースセンサ,外因性インスリン送達速度(IDR)の計算のための制御アルゴリズム,およびインシュリン注入ポンプから成る。APは,高BGCレベルを効果的に減少させるため,1型糖尿病(T1DM)患者に対する閉ループグルコース-インスリン調節系を提供する。本論文では,このシステムにおける食事障害を考慮して,その基底値におけるT1DM患者のBGCを調節するためのコントローラの設計を目的とする。センサによるサンプリングおよび量子化グルコース測定,インシュリン注入ポンプによる量子化IDR,および制御システムのアクチュエータとしてのインスリン注入ポンプの未知の入力遅延のようなグルコース制御に対する異なる問題に直面した。グルコース-インスリン調節系を記述するための最も有名なモデルとしてのbergman最小モデル(BMM)をレビューし,センサ出力(サンプリングおよび量子化BGC)からのシステム状態ベクトルの推定のための遅延独立オブザーバを考察した。さらに,オブザーバは,不必要な信号更新を避けるために,イベントトリガ戦略に基づいて動作する。最後に,提案した遅延独立切断予測器出力フィードバック制御器(オブザーバの出力に基づく)によって計算したIDRをT1DM患者へ配信した。上述の制約下のグルコース-インスリン調節システムの極限有界性を保証するために,インスリン注入ポンプ遅延の上限値に関する十分条件を導いた。また,提案した制御システムにおけるZeno挙動の非発生を証明した。数値シミュレーション結果は,T1DM患者におけるグルコース-インスリン調節系の血糖調節に対する食事障害,未知の入力遅延,および量子化誤差の存在下で設計した制御装置の有効性を確認した。さらに,提案したグルコースコントローラの適用性の前臨床検証を,UVA/PADOVAタイプ1糖尿病シミュレータのベースである大規模でマルチコンパートメントモデルで実施した。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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生体代行装置 , 代謝異常・栄養性疾患一般 , システム設計・解析

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