(2008) Automated Insulin Delivery to Diabetic Patients. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (Master Thesis) Thesis-pdf-final.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

يعتبر مرض السكري أحد أكثر الأمراض شيوعا في عالمنا اليوم . يصنف العلماء هذا المرض إلى نوعين بناءً على كمية الأنسولين المنتجة في الجسم. النوع الأول الذي لا ينتج فيه البنكرياس أي كمية من الأنسولين ويعتمد فيه المريض كليا على حقن الأنسولين من الخارج بينما النوع الثاني ينتج البنكرياس الأنسولين ولكن بكمية غير كافية لتنظيم السكر في الدم. لعلاج هذا المرض حاول العلماء فهم عملية تنظيم الجلوكوز في الدم بواسطة الأنسولين وفهمه دينامكية هذا النظام باستخدام النماذج الرياضية. هناك خمسة أنواع رئيسية تصنف تحتها معظم النماذج الرياضية : نماذج المعادلات التفاضلية , نماذج المعادلات التفاضلية التكاملية , نماذج المعادلات التفاضلية الجزئية , نماذج المعادلات التفاضلية التأخيرية , النماذج العشوائية. قام العلماء باستخدام العديد من تقنيات التحكم من أجل أتمتة عملية إيصال الأنسولين إلى الدم لتنظيم مستوى الجلوكوز. تصنف معظم تقنيات التحكم الآلي المستخدمة في علاج هذا المرض بناءً على اعتماديتها على النموذج الرياضي إلى قسمين : تقنيات معتمدة على النموذج الرياضي كتقنية التحكم الأمثل وتقنيات غير معتمدة على النموذج الرياضي كتقنية تحكم دورة إلى دورة. أظهرت الأبحاث والأعمال السابقة إمكانية أتمتة عملية تنظيم مستوى الجلوكوز في الدم باستخدام الأنسولين ولكن لم ينجح أين منها في علاج المشكلة بشكل كامل نظرا لتعقيد هذه العملية وعدد ونوع العوامل المرتبطة بهذا العملية. في هذا البحث , استخدمنا نموذج رياضي بتأخيرين زمنين لوصف عملية تنظيم الجلوكوز في الدم . واستخدمنا أدوات المتراجحة المصفوفية الخطية لصياغة تقنية التحكم التي تجعل النظام مستقرا وتدفعه لتتبع نمط معين ذو خواص مختارة. قمنا بعمل محاكاة لهذا النظام لاختبار التصميم وأظهرت النتائج إمكانية تطبيق هذا التصميم في علاج مرضى السكر بشكل فعال.

English Abstract

Diabetes is one of the most widely spread diseases in the world nowadays. It can be classified into either Type 1, in which there is almost no insulin production, or Type 2, in which there is insulin production but it is not enough. In order to treat this disease, the researchers are trying to understand the system of glucose–insulin system and to describe its dynamics by using several mathematical models. Ordinary differential equations, integral differential equations, partial differential equations , delay differential equations, and stochastic models are the five main types of most mathematical models. In order to automate insulin delivery to diabetes patients, various control techniques are implemented which can be classified as model- independent ( such as optimal control )and non-model independent (such as run to run control). The literature shows the possibility of automating insulin delivery for diabetes patients. However, no method is fully successful due to the complexity of this process, and the number and types of factors involved. In the present study we are using a two time-delay model. In terms of control, we are using linear matrix inequality tools (LMI) in formulating the control technique which will stabilize the plant (patient) and force it to follow the desired pattern or desired model. The new control technique is simulated on the selected model, and the results are promising to be implementation in reality.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Systems
Department:	College of Computing and Mathematics > lndustrial and Systems Engineering
Committee Advisor:	Sami Elferik, Sami
Committee Co-Advisor:	Mahmoud, Magdi
Committee Members:	Al-Sunni, Fouad and Elshafei, Moustafa and Khoukhi, Amaar
Depositing User:	Mustafa Al-Nasser (g200086290)
Date Deposited:	17 Oct 2009 10:47
Last Modified:	01 Nov 2019 14:11
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/136145