基于线性模型的自适应闭环控制方法技术

本公开提供了一种基于线性模型的自适应闭环控制方法，是利用化学物质对目标的目标生理参数进行控制的控制方法，包括：获取预设参数，获取目标的目标生理参数和化学物质的活性余量参数，基于目标生理参数和活性余量参数计算化学物质的敏感系数，基于目标生理参数和活性余量参数计算目标生理参数的增速系数，增速系数用于表征化学物质以外的因素对目标生理参数的影响程度，基于预设参数、目标生理参数、活性余量参数、敏感系数和增速系数计算化学物质的安全剂量和基础剂量，基于安全剂量和基础剂量计算化学物质的目标剂量。在这种情况下，能够对与目标生理参数相关的生理参数进行自适应调整，并减少输入的参数。并减少输入的参数。并减少输入的参数。

【技术实现步骤摘要】
基于线性模型的自适应闭环控制方法


[0001]本公开大体涉及医疗机械领域，具体涉及一种基于线性模型的自适应闭环控制方法。

技术介绍

[0002]糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病，对于糖尿病患者，由于胰岛素分泌缺陷和/或其生物作用受损，具有高血糖、血糖不稳定以及消化不良等症状。在这种情况下，会对各种组织(特别是眼、肾、心脏、血管、神经)造成慢性损害。在一些情况下，糖尿病患者会通过摄入药物进行治疗以缓解症状。例如，一型糖尿病患者会通过注射胰岛素以避免血糖过高，部分一型糖尿病患者也会使用胰岛素泵辅助治疗，然而，由于血糖的升高或下降与多种因数相关，血糖的变化难以精确控制，对于注入胰岛素的治疗方法，容易出现注入量不足而导致持续高血糖或注入量过多而导致低血糖的情况，从而危害到糖尿病患者的健康。在摄入药物时，为了降低因药物的摄入量过多或过低而导致的不良反应，会利用闭环算法对药物的摄入量进行调控。
[0003]目前，常用的闭环算法包括传统的PID算法或作用模型算法，传统的PID算法需要输入多个生理意义不明确的参数，因此需要个性化调整，而作用模型算法则需要输入难以准确定量的碳水摄入量，例如申请公布号为CN 113453619 A的中国专利公开了一种为连续血糖监测系统的用户做出决策支持建议的安全工具，需要接收影响连续血糖监测器的用户的糖尿病病况的多个输入数据项，多个输入数据项包括食物或饮料的营养数据(相当于碳水摄入量)。因此，目前的对药物的摄入量进行调控的闭环算法仍然具有较高的使用门槛，难以准确定量的碳水摄入量的输入也不利于普通用户的日常使用。

技术实现思路

[0004]本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种能够减少输入的参数，同时能够对与目标生理参数相关的生理参数进行自适应调整的基于线性模型的自适应闭环控制方法。
[0005]为此，本公开提出一种基于线性模型的自适应闭环控制方法，是利用化学物质对目标的目标生理参数进行控制的控制方法，包括：获取预设参数，获取所述目标的目标生理参数和所述化学物质的活性余量参数，基于所述目标生理参数和所述活性余量参数计算所述化学物质的敏感系数，所述敏感系数用于表征所述化学物质对所述目标生理参数的影响程度，基于所述目标生理参数和所述活性余量参数计算所述目标生理参数的增速系数，所述增速系数用于表征所述化学物质以外的因素对所述目标生理参数的影响程度，基于所述预设参数、所述目标生理参数、所述活性余量参数、所述敏感系数和所述增速系数计算所述化学物质的安全剂量和基础剂量，基于所述安全剂量和基础剂量计算所述化学物质的目标剂量。
[0006]在这种情况下，能够对敏感系数和增速系数进行自适应调整，提高了控制精度，同
时，由于增速系数可以用于表征化学物质以外的因素对所述目标生理参数的影响程度，且增速系数通过目标生理参数和活性余量参数计算获得，由此能够减少输入的参数(例如目标对象摄入的碳水量)，进而降低了自适应闭环控制方法的使用门槛。
[0007]另外，在本公开的实施方式所涉及的自适应闭环控制方法中，可选地，所述预设参数包括所述目标的生理信息、所述化学物质的种类、控制步长、所述目标生理参数的单位、所述目标生理参数的安全阈值、和所述化学物质的输注精度。在这种情况下，能够在根据预设参数预先对参数进行适应性的调整，提高控制的精度。
[0008]另外，在本公开的实施方式所涉及的自适应闭环控制方法中，可选地，所述预设参数通过数据导入或人工输入的方式获得。在这种情况下，通过数据导入的方式预设参数能够便捷地获得预设参数，进一步降低使用门槛，通过人工输入的方式预设参数能够便于修改预设参数。
[0009]另外，在本公开的实施方式所涉及的自适应闭环控制方法中，可选地，通过输注的方式令输注剂量的所述化学物质进入所述目标，所述输注剂量与所述目标剂量和所述输注精度相关。在这种情况下，能够将计算得到的目标剂量与实际设备的输注精度相配合，得到能够在精度范围内输注至目标的输注剂量。
[0010]另外，在本公开的实施方式所涉及的自适应闭环控制方法中，可选地，所述输注剂量通过输注设备计量获得。在这情况下，由于实际的输注存在不确定性，利用输注设备计量获得输注剂量，能够更加准确地获得实际的输注进入目标的化学物质的剂量，便于提高后续的调控的精度。
[0011]另外，在本公开的实施方式所涉及的自适应闭环控制方法中，可选地，通过连续血糖监测装置或血糖仪采集所述目标生理参数。在这种情况下，能够利用不同的方式获取目标生理参数。
[0012]另外，在本公开的实施方式所涉及的自适应闭环控制方法中，可选地，获取所述目标在多个时间节点的所述目标生理参数和所述化学物质的活性余量参数，所述多个时间节点包括目标节点和其他节点，基于所述其他节点的所述活性余量参数获得所述目标节点的所述活性余量参数。在这种情况下，由于在短时间内活性余量参数、增速系数、或敏感系数等参数不会发生太大的变化。在计算一个时间节点的活性余量参数、增速系数、或敏感系数等参数时，利用多个时间节点的参数能够提高计算的准确性。
[0013]另外，在本公开的实施方式所涉及的自适应闭环控制方法中，可选地，通过最小化损失函数的方式获得位于所述目标节点的所述敏感系数，所述损失函数包括误差项和正则项，所述误差项用于表征通过测量获取的所述目标生理参数与通过计算获取的所述目标生理参数的差异，所述正则项用于表征相邻的时间节点的敏感系数的差异程度。在这种情况下，能够利用误差项提高各个时间节点的敏感系数的准确性，同时，由于正常情况下短时间内的敏感系数不会发生太大的变化，通过正则项也能够提高敏感系数的稳定性和准确性。
[0014]另外，在本公开的实施方式所涉及的自适应闭环控制方法中，可选地，基于所述其他节点的所述敏感系数、所述其他节点的所述目标生理参数、所述其他节点的所述活性余量参数和所述目标节点的所述目标生理参数获取所述目标节点的所述敏感系数。在这种情况下，能够利用之前的时间节点中已获取的部分参数计算目标节点的敏感系数，从而实现敏感系数的自适应调整，同时由于相邻时间节点中，敏感系数一般不会发生太大的变化，由
此能够利用相邻的时间节点提高敏感系数的稳定性以及准确性。
[0015]另外，在本公开的实施方式所涉及的自适应闭环控制方法中，可选地，基于位于所述目标节点的通过测量获取的所述目标生理参数与通过计算获取的所述目标生理参数的差异和所述其他节点的所述增速系数获得所述目标节点的所述增速系数。在这种情况下，能够利用之前的时间节点中已获取的部分参数计算目标节点的增速系数，从而实现增速系数的自适应调整，从而能够提高增速系数的准确性。
[0016]根据本公开，能够提供一种能够减少输入的参数，同时能够对与目标生理参数相关的生理参数进行自适应调整的基于线性模型的自适应闭环控制方法。
附图说明
[0017]现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开的实施例，其中：
[0018]图1是示出了本公开的实施方式所涉及的基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于线性模型的自适应闭环控制方法，是利用化学物质对目标的目标生理参数进行控制的控制方法，其特征在于，包括：获取预设参数，获取所述目标的目标生理参数和所述化学物质的活性余量参数，基于所述目标生理参数和所述活性余量参数计算所述化学物质的敏感系数，所述敏感系数用于表征所述化学物质对所述目标生理参数的影响程度，基于所述目标生理参数和所述活性余量参数计算所述目标生理参数的增速系数，所述增速系数用于表征所述化学物质以外的因素对所述目标生理参数的影响程度，基于所述预设参数、所述目标生理参数、所述活性余量参数、所述敏感系数和所述增速系数计算所述化学物质的安全剂量和基础剂量，基于所述安全剂量和基础剂量计算所述化学物质的目标剂量。2.根据权利要求1所述的自适应闭环控制方法，其特征在于，所述预设参数包括所述目标的生理信息、所述化学物质的种类、控制步长、所述目标生理参数的单位、所述目标生理参数的安全阈值、和所述化学物质的输注精度。3.根据权利要求1所述的自适应闭环控制方法，其特征在于，所述预设参数通过数据导入或人工输入的方式获得。4.根据权利要求1所述的自适应闭环控制方法，其特征在于，通过输注的方式令输注剂量的所述化学物质进入所述目标，所述输注剂量与所述目标剂量和所述输注精度相关。5.根据权利要求4所述的自适应闭环控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭璨，
申请(专利权)人：山东硅基算力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：