[发明专利]一种基于移动终端的人工胰腺硬件在环仿真测试方法

说明书

本发明提供一种基于移动终端的人工胰腺硬件在环仿真测试方法，具体过程为：构建运行于移动终端上的APP作为控制算法的载体；令APP与计算机上的血糖监测仿真器和胰岛素泵仿真器相连，形成闭环人工胰腺系统；APP接收血糖监测仿真器传输过来的数据，基于控制算法生成控制信号，实现血糖的闭环控制；在血糖闭环控制过程中，执行下述四种情况中的至少一种，当测试结果出现偏差时，调整控制算法使其满足要求；通过断开移动终端上APP与计算机上的血糖监测仿真器或胰岛素泵仿真器的连接，通过将移动终端切换至其他APP上，令移动终端由于电量不足导致关机，血糖监测仿真器延时发送数据或胰岛素泵仿真器延时接收数据。

技术领域

本发明属于人工胰腺技术领域，具体涉及一种基于移动终端的人工胰腺硬件在环仿真测试方法。

背景技术

正常健康人的血糖浓度是由胰岛素和胰高血糖素协同调节的。胰高血糖素由胰腺中的α细胞分泌，能够升高血糖浓度，而胰岛素由胰腺中的β细胞分泌，能够降低血糖浓度。当由于自身免疫性破坏导致β细胞丧失功能或者死亡，胰岛素完全不分泌时，此症状为Ⅰ型糖尿病，当β细胞不能产生足量的胰岛素时，此症状为Ⅱ型糖尿病。无论Ⅰ型、Ⅱ型糖尿病都是以高血糖为特征的代谢性疾病，并会导致心血管疾病、慢性肾脏病、糖尿病足、视网膜病变等严重长期并发症，与心血管病、呼吸疾病和肿瘤统称为四大慢病。

得益于血糖传感器以及胰岛素泵的技术发展，人工胰腺得以实施，实现更为有效的糖尿病治疗，尽可能保证血糖浓度在正常范围(70-180mg/dl)内。人工胰腺系统是一闭环控制系统，如图1所示，其主要由三部分组成：动态血糖监控(血糖监测器)，可进行胰岛素输注的胰岛素泵，以及能基于连续测量的血糖值实时调整胰岛素输注量的控制器，可为依赖于胰岛素注射控制血糖的糖尿病患者提供精准有效的血糖调节。作为实现所需胰岛素剂量在线计算的控制算法需要多次仿真测试，探究高可靠性、高安全性、高自主性的人体血糖控制器设计与实现的有效方法具有一定的意义。

目前控制算法使用的测试方法主要为离线仿真，写在仿真器所在MATLAB软件中，与仿真相连接。如文献[1](Lazaro,C.,Oruklu,E.,Sevil,M.,Turksoy,K.,Cinar,A.Implementation of an artificial pancreas system on a mobile device[C].IEEEInternational Conference on Electro Information Technology,August,2016),再进行其他工作之前首先需要在MATLAB中进行算法测试，保证其算法的安全。但是在离线仿真情况下就需要我们手动设置干扰，观察控制器如何应对。例如，干扰可以设置为病人与血糖监测器联系中断或者与泵联系中断等。但在人为设置干扰时与现实中的情况也会有较大偏差。不能确定其真实的效果，不能确保其安全性和有效性，直接投入临床会有一定危险性。