Stabilizacja glikemii u pacjentów OIOM przy użyciu regulatora LQ

pol Article in Polish DOI:

send Waldemar Bauer , Paweł Płuciennik Studenckie Koło Naukowe INTEGRA, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Download Article

Streszczenie

Artykuł poświęcony jest rozważaniom na temat sposobu automatycznej regulacji poziomu cukru we krwi pacjenta oddziału intensywnej opieki medycznej (OIOM). Opisano w nim model ICU-MM oraz proces projektowania regulatora LQ na podstawie modelu. Omówiono też dwa warianty sterowania systemem (za pomocą insuliny oraz glukozy z insuliną). Na koniec zaprezentowano aplikację wykonaną w języku Python umożliwiającą symulację glikemii pacjenta OIOM.

Słowa kluczowe

glikemia, OIOM, Python, regulator LQR, symulacja

Stabilization KU patient glycaemia with LQ controller

Abstract

This article is devoted to reflection about how to automatically control the blood sugar level of the ICU patient. It will describe ICU-MM model and process of designee LQ controller regulator which is based on this model. Two variants of control will be considered (using insulin and glucose with insulin). Finally an application for ICU blood glucose level patient simulation, implemented within Python environment, will be discussed.

Keywords

blood level of glucose, ICU, ICU-MM, LQ controller, Python, simulation

Bibliography

  1. Athans M., Falb P.L.: Sterowanie optymalne. Wstęp do teorii i jej zastosowania. WNT, Warszawa 1969.
  2. BaranowskiJ.: Modelling of delay in glucose-insulin dynamics. Bio-Algorithms and Med-Systems, 6(12): p. 123 -130, 2010.
  3. Bauer W., Pluciennik P., Baranowski J., Mitkowski W.: LQ based glucose stabilisation for Intesive Care Unit petients. CMS’09 Computer Methods and Systems, 26-27 November 2009, Kraków, Poland, Eds. Tadeusiewicz R., Ligęza A., Mitkowski W., Szymkat M., s. 307-312.
  4. Bauer W., Płuciennik P.: Symulator glikemii pacjenta oddziału intensywnej opieki medycznej (OIOM). Opiekun pracy: dr in2. Jerzy Baranowski. Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki. Akademia Górrnicza-Hutnicza w Krakowie, 2011.
  5. Chee F., Fernando T.: Closed-Loop Control of Blood Glucose. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2007.
  6. Haverbeke N., Van Herpe T., Diehl M., Van den Berghe G., De Moor B.: Nonlinear model predictive control with moving horizon state and disturbance estimation application to the normalization of blood glucose in the critically ill. Proceedings of the IFAC World Congress 2008. IFAC World Congress 2008, p. 9069 9074, Seoul, Korea, 2008.
  7. Van Herpe T., Espinoza M., Haverbeke N., De Moor B., Van den Berghe G.: Glycemia prediction in critically ill patients using an adaptive modeling approach. Journal of Diabetes Science and Technology, 1(3): p. 348-356, 2007.
  8. Janeczko-Sosnowska E.: Nagle skoki glikemii. hiperglikemia jako kluczowy czynnik ryzyka powikłań, cukrzycy. DiabetoLOGIA na co dzień, 2(11): s. 12 15, 2008.
  9. Mitkowski W.: Równania macierzowe i ich zastosowania. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne. Kraków 2006.
  10. Zapała E., Strzeszyński L., Jaeschke R.: Intensywna insulinoterapia u chorych na internistycznych oddziałach intensywnej terapii. Medycyna Praktyczna, (6), 2006.
  11. Python Programming Language - Official Website. http://python.org .