Нелинейное модельно-прогностическое управление концентрацией глюкозы у пациентов с сахарным диабетом 1-го типа

Разработан нелинейный модельно-прогностический регулятор для поддержания нормогликемии у пациентов с сахарным диабетом 1-го типа в условиях голодания, например во время ночного периода без еды. Регулятор использует компартментную модель, описывающую систему глюкорегуляции, включая подмодели всасывания короткодействующего инсулина лизпро, введенного подкожно, и всасывания в кишечнике.

Для определения меняющихся во времени параметров модели применяли байесовскую оценку параметров. Подвижная целевая траектория обеспечивает медленную, контролируемую нормализацию повышенной глюкозы и более быструю нормализацию при низких значениях глюкозы. Прогностические возможности модели оценивали по данным 15 клинических экспериментов у пациентов с сахарным диабетом 1-го типа. В экспериментах проводили внутривенный забор глюкозы каждые 15 мин и подкожную инфузию инсулина лизпро с помощью инсулиновой помпы с изменением дозы также каждые 15 мин. Модель обеспечивала прогноз глюкозы со средней квадратичной ошибкой, пропорциональной горизонту прогноза, со значением 0,2 ммоль/л на 15 мин. Оценка клинической полезности модельных прогнозов глюкозы по шкале ошибок Кларка показала, что 95% значений находились в зоне A, а оставшиеся 5% — в зоне B для прогнозов глюкозы до 60 мин (n = 1674). В заключение адаптивное нелинейное модельно-прогностическое управление представляется перспективным для контроля концентрации глюкозы в условиях голодания у пациентов с сахарным диабетом 1-го типа.