پیاده سازی و طراحی کنترل کننده قند خون فازی نوع ۲ برای بیماران دیابت

برای کنترل و پیشگیری از پیشرفت بیماری دیابت، ابتدا باید تلاش کرد تا سطح غلظت گلوکز در خون را تحت کنترل قرار دهیم. کنترل قند خون یکی از چالش های پیچیده در حوزه مهندسی پزشکی است. دلیل اصلی این مسئله، تنوع پویا در دینامیک بیماران و همچنین متغیر بودن ویژگی های آن ها است. مدل ثابت برگمن، که به منظور مراقبت از بیماران دیابتی توسعه یافته است، بیشترین استفاده و در عین حال سادگی را دارد. با این حال، نقطه ضعف اساسی مدل ثابت برگمن این است که در فرمولاسیون آن، بسیاری از تعاملات بین گلوکز و انسولین نادیده گرفته شده اند. این مدل با تقریب خوبی می تواند سطح انسولین و گلوکز را کنترل کند، اما با وجود اینکه ساده است، به معایب خود دچار است. مدل برگمن به دو بخش تقسیم می شود. قسمت ابتدایی، بخش اصلی شناسایی و جذب گلوکز و بخش دوم، تاخیر در عملکرد انسولین را شرح می دهد که یک واسطه دورافتاده است که سطح آن تاثیرگذار بر فرآیندهای جذب گلوکز توسط بافت ها و تخلیه آن توسط کبد دارد. چون یکی از محدودیت های استفاده از مدل های زیستی، نیاز به توجیه عملی برای اعتبار قانون کنترلی است، کنترل کننده ای تنها با ارائه محرک های لازم برای پیاده سازی عملی آن قابل قبول و تایید علمی خواهد بود. بعد از اجرای روش کنترل فازی نوع ۲ بر روی مدل ارائه شده از بیماری دیابت در محیط نرم افزار متلب (Matlab)، مشاهده شد که قانون کنترل بهینه ای که به دست آمده بتواند متغیرهای حالت سیستم را پایدار کند و نیازهای طراحی کنترل را برآورده سازد. همچنین، توجه ی کرد که سیگنال کنترلی حاصل از روش کنترل فازی نوع ۲ به صورت گسسته است. با توجه به اینکه محرک عملی سیستم، دز هورمون انسولین تزریقی به بدن بیمار می باشد، این ویژگی نشان دهنده قابلیت پیاده سازی عملی این روش کنترل است. توجیه عملی قانون کنترل بهینه ای که توسط روش کنترل فازی نوع ۲ به دست آمده، به اعتباربخشی و اعتماد به روش استفاده شده و نتایج حاصل از آن را تایید می کند.