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基于高斯过程模型预测控制的 1 型糖尿病患者自动胰岛素输注

系统与控制 2021-01-29 v1 系统与控制

摘要

人体胰岛素-葡萄糖代谢是一个时变过程,部分由机体变化的胰岛素敏感性引起。该胰岛素敏感性遵循昼夜节律,其影响应被任何自动胰岛素输注系统所预见。本文在我们先前关于自动胰岛素输注工作的基础上进行扩展,开发了一种适用于 1 型糖尿病(Type 1 Diabetes Mellitus)患者的控制器。此外,我们用一个新的高斯过程核函数增强该控制器,并处理由此产生的噪声测量以及高斯过程的噪声训练数据。这使我们提出的控制算法(模型预测控制器与高斯过程的结合)更接近于临床应用。我们在 University of Virginia/Padova FDA 认可的代谢模拟器上给出了针对具有随机碳水化合物量与随机碳水化合物吸收时间的进餐计划的仿真结果,以展示所提控制方案的性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.11887,
  title  = {Automated Insulin Delivery for Type 1 Diabetes Mellitus Patients using Gaussian Process-based Model Predictive Control},
  author = {Lukas Ortmann and Dawei Shi and Eyal Dassau and Francis J. Doyle and Berno J. E. Misgeld and Steffen Leonhardt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11887},
  year   = {2021}
}