基于群智能的胰島素泵療法優(yōu)化策略研究.pdf

1、糖尿病作為一種常見的內分泌疾病，嚴重困擾了患者的日常生活并危害了患者的健康，長期高血糖會引發(fā)一系列的并發(fā)癥。目前臨床上常用的方法是胰島素強化治療，可以分為每日多次皮下胰島素注射和胰島素持續(xù)皮下注射（胰島素泵）。胰島素持續(xù)皮下注射更接近于人體的生理模式。胰島素泵可以通過調整胰島素基礎率使血糖保持穩(wěn)定，通過輸入大劑量有效控制餐后引起的高血糖。盡管胰島素泵的應用日益廣泛，但關于胰島素泵基礎量和大劑量輸注模式研究卻很少。臨床中常根據醫(yī)師的經驗和

2、胰島素泵使用手冊的一些公式估算，然而糖尿病人差異很大，不同病人之間的體重差異很大，可以從50千克到100千克不等，不同病人之間對于胰島素的敏感性也不一樣，這些影響因素差異很大，不能為每個病人設計一個合理的胰島素基礎輸注率和大劑量，容易引起高血糖或低血糖的產生，危害糖尿病患者的生命。因此對基礎量和大劑量的優(yōu)化極為重要。
　　本文提出了基于改進的粒子群算法的優(yōu)化方法，首先提出了一種基于智能權重機制的粒子群算法，主要是提出了一個框架，是

3、由任意搜索方法組合而成的，由一個時變的權重將其結合在一起，進一步提高優(yōu)化的結果。該方法的核心是如何選取權重，本文權重的選取是與優(yōu)化效果成正比的。本文采用非均勻變異算子、微分變異算子和隨機局部搜索算法三種搜索算法，利用了非均勻變異的局部搜索的優(yōu)點、微分變異算子使粒子保持多樣性的優(yōu)點以及隨機局部搜索算法平衡局部搜索和全局搜索的能力的優(yōu)點。因此改進粒子群算法有著很好的局部搜索和全局搜索的能力。本文對提出的新的粒子群算法進行了性能測試，主要在1

4、5個基準測試函數上進行了詳細的測試，并與其它四個優(yōu)化算法的測試效果進行了比較，仿真結果表明，相對于其它四個優(yōu)化算法，改進的粒子群優(yōu)化算法具有很好的收斂速度和搜索精度。其次本文基于改進粒子群算法提出了一種自動調節(jié)胰島素泵基礎輸注率和大劑量的優(yōu)化方法，該方法能夠根據病人的血糖數據計算并自動調節(jié)病人的基礎輸注率和大劑量，不需要人為的干預，并在10個虛擬病人身上進行了仿真測試，并且與其它四個優(yōu)化算法進行比較，結果表明該方法能夠很好地控制病人的血