2002 Fiscal Year Annual Research Report
新しい制御理論に基づく周術期および重症糖尿病患者用血糖値制御システムの開発
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13671228
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小野寺 久 京都大学, 医学研究科, 助教授 (50240825)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今村 正之 京都大学, 医学研究科, 教授 (00108995)
山崎 誠二 京都大学, 医学研究科, 助手 (50303839)
古谷 栄光 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40219118)
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| Keywords | 血糖値制御システム / モデル予測制御 / 状態予測制御 / ゲインスケジューリング / 人工膵島 |
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| Research Abstract |
重症糖尿病患者の治療には、正確で安定した血糖コントロールが必須であり、とりわけ外科の周術期における血糖管理は合併症にも直結し患者の生死をも左右する。今回新しい制御理論に基づく安定した血糖制御システムの開発研究に取り組んだ。このアルゴリズムは、血糖が望ましい軌道に沿って目標値に到達するように、未来の血糖変動を予測してインスリン注入量を決めるものである。犬を用いた動物実験において、まず血糖負荷無しの条件下で、モデル予測制御による血糖制御を従来のPD(比例微分)制御と比較した。血糖制御装置は、血糖測定装置と制御装置とインスリン注入装置で構成されている。血糖測定装置はSTG-22のセンサー部分を使用し、静脈血中のグルコース濃度を連続的にコンピュータに送信した。制御装置にはパーソナルコンピュータを使用し、モデル予測制御を用いて計算されたインスリン注入速度が、インスリン注入装置に指示された。単一のパラメータを用いた場合、モデル予測制御による血糖制御では、平均血糖変化量がPD制御と同程度にもかかわらず、平均インスリン注入速度は有意に減少していた。また、平均グルコース注入速度はPD制御よりも少ない傾向を示した。次にこのモデル制御を、持続的血糖負荷がある制御に単純応用してみたが、制御困難な例が生じた(コントロール率50%)。そこでインスリンに対する生体の応答をシステムに反映するため、ゲインスケジューリング同定機構を組み込んだところ、安定した制御が可能となった。また新たな状態予測制御を用いてもモデル制御同様の制御が可能であった。今後機器の小型化や新たな血糖センサーの開発も合わせ人工膵島実用化へ研究を発展させたい。
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Research Products
(1 results)
