Cybernetics And Systems Analysis logo
Інформація редакції Аннотації статей Автори Архів
Кібернетика та Системний Аналіз
Міжнародний Науково-Теоретичний Журнал
-->

УДК 616-76

Є.І. СОКОЛ
Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, Україна, sokol@kpi.kharkov.ua

С.С. ЛАПТА
Черкаський державний технічний університет, Черкаси, Україна,
stas69@ukr.net

О.І. СОЛОВЙОВА
Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба, Харків, Україна, olga01@ukr.net


КОМП’ЮТЕРНО-МОДЕЛЬНЕ ВДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ
АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ ІНСУЛІНОВОЮ ПОМПОЮ

Анотація. Описано комп’ютерно-модельну модернізацію системи автоматичного керування (САК) біотехнічною системою (БТС) інсулінотерапії «пацієнт–дозатор інсуліну» з найбільш досконалою інтраперитонеальною інсуліновою помпою. Побудовано математичну модель, проведено чисельні експерименти для досягнення нормоглікемії у пацієнта з цукровим діабетом (ЦД) різного ступеня тяжкості, різним виглядом його первинного гіперглікемічного профілю та режимом харчування. Встановлено, що ця БТС інсулінотерапії протягом першої доби роботи дає можливість знизити будь-який гіперглікемічний профіль пацієнта з ЦД до цільового нормоглікемічного профілю здорової людини і надалі підтримувати його необмежено довго. З використанням цієї БТС може бути розв’язана головна триєдина задача інсулінотерапії щодо повної компенсації ЦД у пацієнта.

Ключові слова: біотехнічна система, інтраперитонеальна інсулінова помпа, математична модель, чисельні експерименти, повна компенсація ЦД.


повний текст

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Boughton C.K., Hovorka R. New closed-loop insulin systems. Diabetologia. 2021. Vol. 64, N 5. P. 1007–1015. doi.org/10.1007/s00125-021-05443-1.

  2. Infante M., Baidal D.A., Rickels M.R., Fabbri А., Skyler J.S., Alejandro R., Ricordi С. Dual-hormone artificial pancreas for management of type 1 diabetes: Recent progress and future directions. Artif. Organs. 2021. Vol. 45, N 9. P. 968–986. doi.org/10.1111/aor.14023.

  3. Haidar A., Tsoukas M.A., Bernier-Twardy S., Yale J.-F., Rutkowski J., Bossy A., Pytka Е., El Fathi A., Strauss N., Legault L. A novel dual-hormone insulin-and-pramlintide artificial pancreas for type 1 diabetes: A randomized controlled crossover trial. Diabetes Care. 2020. Vol. 43, N 3. P. 597–606. doi.org/10.2337/dc19-1922 .

  4. Boughton C.K., Hovorka R. Is an artificial pancreas (closed-loop system) for Type 1 diabetes effective? Diabet. Med. 2019. Vol. 36, N 3. P. 279–286. doi.org/10.1111/dme.13816.

  5. Boughton C.K., Tripyla A., Hartnell S., Daly А., Herzig D., Wilinska M.E., Czerlau С., Fry А., Bally L., Hovorka R. Fully automated closed-loop glucose control compared with standard insulin therapy in adults with type 2 diabetes requiring dialysis: an open-label, randomized crossover trial. Nature Medicine. 2021. Vol. 27. P. 1471–1476. doi.org/ 10.1038/s41591-021-01453-z .

  6. Report of expert and stakeholder consultations on the WHO Global Diabetes Compact. Geneva: World Health Organization, 2020. 22 p.

  7. Медична фізіологія за Гайтоном і Голлом. 14-е вид., у 2-х томах. Т. 1 (за ред. Д.Е. Голла, М.Е. Голла). Київ: Медицина, 2022. 648 с.

  8. Медична фізіологія за Гайтоном і Голлом. 14-е вид., у 2-х томах. Т. 2 (За ред. Дж.Е. Голла, М.Е. Голла). Київ: Медицина, 2022. 584 с.

  9. Федонюк Я.І., Дубінін С.І., Федонюк Л.Я., Котляренко Л.Т. Медична біологія, анатомія, фізіологія та патологія людини. Львів: Новий Світ-2000, 2020. 880 с.

  10. Tsoukas M.A., Majdpour D., Yale J.F., El Fathi A., Garfield N., Rutkowski J., Rene J., Legault L., Haidar A. A fully artificial pancreas versus a hybrid artificial pancreas for type 1 diabetes: A single-centre, open-label, randomised controlled, crossover, non-inferiority trial. The Lancet Digital Health. 2021. Vol. 3, N 11. E723–E732. doi.org/10.1016/ S2589-7500(21)00139-4.

  11. Riddle M.C., Nahra R., Han J., Castle J., Hanavan К., Hompesch М., Huffman D., Strange Р., hman Р. Control of postprandial hyperglycemia in type 1 diabetes by 24-hour fixed-dose coadministration of pramlintide and regular human insulin: A randomized, two-way crossover study. Diabetes Care. 2018. Vol. 41, N 11. P. 2346–2352. doi.org/10.2337/dc18-1091.

  12. Saudek C.D., Duckworth W.C., Giobbie-Hurder A., Henderson W.G., Henry R.R., Kelley D.E., Edelman S.V., Zieve F.J., Adler R.A., Anderson J.W., Anderson R.J., Hamilton B.P., Donner T.W., Kirkman M.S., Morgan N.A. Implantable insulin pump vs multiple dose insulin for non-insulin-dependent diabetes mellitus. A randomized clinical trial. Journal of the American Medical Association. 1996. Vol. 276, N 16. P. 1322 — 1327.

  13. Bratke H., Margeirsdottir H.D., Assmus J., Njlstad P.R., Skrivarhaug Т. Does current diabetes technology improve metabolic control? А cross-sectional study on the use of insulin pumps and continuous glucose monitoring devices in a nationwide pediatric population. Diabetes Therapy. 2021. Vol. 12, N 9. P. 2571–2583. doi.org/10.1007/s13300-021-01127-6 .

  14. Marks B.E., Wolfsdorf J.I., Waldman G., Stafford D.E., Katharine C. Garvey. Pediatric endocrinology trainees’ education and knowledge about insulin pumps and continuous glucose monitors. Diabetes Technol. Ther. 2019. Vol. 21, N 3. P. 105–109. doi.org/10.1089/dia.2018.0331.

  15. Dassau E., Renard E., Place J., Farret А., Pelletier M.-J., Lee J., Huyett L.M., Chakrabarty A., Doyle F.J. III, Zisser H.C. Intraperitoneal insulin delivery provides superior glycemic regulation to subcutaneous insulin delivery in model predictive control-based fully-automated artificial pancreas in patients with type 1 diabetes: А pilot study. Diabetes Obes. Metab. 2017. Vol. 19, N 12. P. 1698–1705. doi.org/10.1111/dom.12999.

  16. Roy L., Bhattacharjee M. Overview of novel routes of insulin: current status. International Journal of Advances in Medicine. 2020. Vol. 7, N 10. P. 1597–1602. doi.org/10.18203/ 2349-3933.ijam20204082 .

  17. Ware J., Hovorka R. Closed-loop insulin delivery: Update on the state of the field and emerging technologies. Expert Rev. Med. Devices. 2022. Vol. 19, N 11. P. 859–875. doi.org/10.1080/17434440.2022.2142556.

  18. Гліненко Л.К., Павлиш В.А., Фаст В.М., Яковенко Є.І. Основи біотехнічних систем та їх моделювання. Львів: Львівська політехніка, 2020. 380 с.

  19. Микитюк М.Р., Хижняк О.О., Сокол Є.І., Лапта С.С., Соловйова О.І., Романова І.П. Кібернетична однокомпартментна модель динаміки глікемії при порушеннях глюкозного гомеостазу. Проблеми ендокринної патології. 2021. Т. 77, № 3. С. 58–64.

  20. Реєстраційна картка технології № 0621U000049. Спосіб дослідження стану вуглеводного обміну людини / заяв. М.Р. Микитюк; власник Державна установа «Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського Національної академії медичних наук України». № Держреєстрації НДДКР: 0119U102446; заявл. 01.09.2021; опубл. 01.12.2021.

  21. Андруник В.А., Висоцька В.А., Пасічник В.В., Л.Б. Чирун, Л.В. Чирун. Чисельні методи в комп‘ютерних науках. Т. 1. Львів: Новий світ-2000, 2020. 470 с.

  22. Андруник В.А., Висоцька В.А., Пасічник В.В., Л.Б. Чирун, Л.В. Чирун. Чисельні методи в комп’ютерних науках. Т. 2 Львів: Новий Світ-2000, 2018. 805 с.




© 2023 Kibernetika.org. All rights reserved.