Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Аналитический обзор литературы по адаптивным системам и управлению нарушенными параметрам метаболизма, постановка задачи 10
1.1. Современное состояние некоторых вопросов теории адаптивного управления 10
1.2. Общая характеристика и современное состояние проблемы управления нарушенными параметрами метаболизма при экстремальных состояниях 16
1.3. Цели и задачи исследования 25
1.4. Постановка задачи и общее описание адаптивной системы управления параметрами метаболизма. 28
Выводы по главе I 44
Глава 2. Разработка и исследование алгоритмов идентификации параметров модели нарушенного метаболизма 45
2.1. Математическое моделирование системы сахара (глюкозы) крови 45
2.2. Выбор структуры математической модели управления уровнем глюкозы и СЖК крови при сахарном диабете 48
2.3. Идентификация модели с постоянными коэффициентами 53
2.4. Адаптивная идентификация параметров модели управления уровнем глюкозы и СЖК в крови 62
2.5. Анализ адекватности динамической модели 66
Выводы по главе 2 73
Глава 3. Синтез алгоритмов управления с пар метрической идентификацией дня динамических объектов 74
3.1. Анализ вариационной задачи с адаптацией для управления уровнем глюкозы крови при сахарном диабете 74
3.2. Параметрический синтез оптимального эвристического регулятора 84
3.3. Поисковый синтез оптимального нелинейного регулятора динамических объектов 95
3.4. Применение нелинейного оптимального регулятора в системе управления параметрами метаболизма. 106
3.5. Качественная и количественная оценка алгоритмов оптимального управления с параметрической идентификацией НО
Выводы по главе 3 115
Глава 4. Разработка комплекса программ диабет и практическое применение его для коррекции основных параметров нарушенного метаболизма 116
4.1. Создание и общие принципы комплекса программ ДИАБЕТ . 116
4.2. Разработка и исследование диалоговой системы ДИАБЕТ 119
4.3. Апробация алгоритмов управления в условиях биологического эксперимента 123
Выводы по главе 4 129
Заключение 130
Литература 132
Приложения 142
- Общая характеристика и современное состояние проблемы управления нарушенными параметрами метаболизма при экстремальных состояниях
- Выбор структуры математической модели управления уровнем глюкозы и СЖК крови при сахарном диабете
- Параметрический синтез оптимального эвристического регулятора
- Создание и общие принципы комплекса программ ДИАБЕТ
Введение к работе
Актуальность проблемы. В основе жизнедеятельности любого организма лежит обмен веществ (метаболизм) и стойкие нарушения его приводят к развитию того или иного заболевания. И если рассматривать лечение как процесс управления, то актуальным является управление основными параметрами нарушенного метаболизма. Данная задача очень сложна, поскольку возникают трудности, связанные с регистрацией и оценкой ряда контролируемых и неконтролируемых параметров организма и внешних воздействий. За рубежом (Канада, США, ФРГ, Япония, Франция) разработан ряд управляющих систем, которые по своему назначению пригодны для управления только одного параметра обмена веществ (уровень глюкозы крови), что явно недостаточно. В силу этого возникает необходимость в разработке такой системы управления, которая могла бы обеспечить нормализацию определенного числа параметров метаболизма.
Поскольку лечение в медицине является типичной формой управления сложным динамическим объектом, функционирующим в условиях неопределенности, исследование процесса управления нарушенными параметрами метаболизма и разработка соответствующих алгоритмов тесно связаны с целым рядом основных проблем теории и практики управления.
Прежде всего сюда относятся задачи изучения рассматриваемого процесса и его математическое описание. Другая группа задач связана с определением числовых значений параметров математической модели, т.е. с задачей идентификации неизвестных параметров. Здесь должна решаться задача проверки адекватности выбранной структуры модели. После этого необходимо будет разработать алгоритмы оптимального управления. Завершающим этапом, как известно, является
,5
апробирование разработанных алгоритмов в условиях реального эксперимента.
При решении этих задач выработалось огромное количество методов, которые можно рассматривать как основу складывающегося в настоящее время раздела теории управления - теории адаптивных систем управления. В теории адаптивных систем управления разработан целый ряд методов и подходов; однако эти методы и подходы применяются для определенного класса систем. Новые и вновь синтезируемые алгоритмы для адаптивных систем управления, хотя подстраиваются под конкретную задачу, вносят некоторые проблемы в общую теорию. Поэтому большое значение приобретает не только разработка новых эффективных алгоритмов идентификации и оптимального управления сложными процессами, но и прикладные вопросы адаптивных систем управления в различных областях, например в биологической и медицинской кибернетике.
Объектом исследования является система управления основными параметрами нарушенного метаболизма в экстремальных состояниях при сахарном диабете (СД), функционирующая в условиях неопределенности.
Цель работы сводится к разработке и исследованию математических моделей и алгоритмов управления основными параметрами нарушенного метаболизма на базе современной теории адаптивных систем управления.
Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использованы методы теории оптимального управления, автоматического регулирования, методы поисковой оптимизации и идентификации, методы биологического моделирования, методы теории планирования эксперимента и программирования.
Новые научные результаты и. основные положения,выносимые на
защиту. В диссертационной работе теоретически обосновано управление основными параметрами нарушенного метаболизма, в частности управление уровнем глюкозы и свободных жирных кислот (СЖК) крови при СД. Разработана двупараметрическая модель управления уровнем глюкозы и СЖ крови, на основе которой синтезированы алгоритмы оптимальной коррекции указанных метаболитов. Наряду с решением указанных вопросов при этом:
разработаны алгоритмы параметрической идентификации нелинейной динамической модели с применением алгоритмов случайного поиска (СП);
предложена простая методика количественной оценки адекватности динамической модели, что позволяет оценить допустимое граничное значение критерия идентификации до решения задачи идентификации параметров модели;
для управления уровнем глюкозы крови синтезирован закон введения инсулина (или глюкозы) в аналитическом виде с адаптивной идентификацией параметров регулятора;
разработан поисковый метод синтеза нелинейного оптимального регулятора для динамических объектов с применением метода многомерной линейной экстраполяции (ММЛЭ);
на основе предложенных моделей и алгоритмов управления разработан комплекс программ ДИАБЕТ, что дает возможность решать ряд исследовательских и конкретных прикладных задач для управления основными параметрами нарушенного метаболизма.
Практическая ценность работы состоит в том, что предложенные алгоритмы могут эффективно использоваться при разработке адаптивного бипараметрического "Биостатора", который может быть применен в целях реанимации не только больных СД, но и во всех иных случаях, когда возникает необходимость в коррекции основных параметров
нарушенного углеводного и липидного метаболизма (острая и хроническая почечная и печеночная недостаточность и т.д.)» Кроме того, разработанный комплекс может быть применен при решении следующих задач:
статистическая обработка первичных экспериментальных данных;
оптимизация функции многих переменных как статистическими, так и регулярными методами;
идентификация параметров нелинейной динамической модели;
синтез законов оптимального управления динамических объектов поисковыми методами.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном семинаре по пакетам прикладных программ статистической оптимизации (ШШСО) (Москва,1981); на координационном совещании по проблемам адаптации и XI Всесоюзном семинаре по адаптивным системам (Фрунзе,1982); на республиканской конференции эндокринологов Узбекистана (Ташкент,1983); на ежегодных научно-теоретических конференциях молодых ученых и специалистов УзНПО "Кибернетика" АН УзССР (Ташкент,1979-1983 гг.).
Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в сборнике "Вопросы кибернетики" ИК с ВЦ УзНПО "Кибернетика" АН УзССР [88-91]; в "Известиях" АН УзССР (серия техн.наук) [5,29,70]; в кн.: "Актуальные вопросы эндокринологии в условиях Узбекистана" І8Д.
Структура и объем работы, диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 151 страницах машинописного текста, включая 25 рисунков, 9 таблиц, список литературы из 115 наименований и приложений.
Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулирована
цель исследования и приведены основные результаты, полученные в диссертационной работе.
Первая глава посвящена анализу современного состояния методов и алгоритмов адаптивных систем управления. Здесь же дана общая характеристика проблемы регуляции основных параметров нарушенного метаболизма на примере СД. Описаны простые управляющие системы, применяющиеся для коррекции основных параметров нарушенного метаболизма. Дан анализ алгоритмов управления уровнем глюкозы крови, приведенных в доступной нам литературе. В конце главы изложена постановка задачи диссертационной работы и пути ее решения.
Во второй главе приведены необходимые данные для выбора структуры математической модели управления уровнем глюкозы и СЖК крови при СД. Решена задача идентификации параметров модели с постоянными коэффициентами. Разработан адаптивный алгоритм идентификации параметров модели с применением метода СП. Исследованы вопросы качественной и количественной оценки адекватности динамических систем, в частности системы управления уровнем глюкозы и СЖК крови при СД.
В третьей главе изложены результаты по синтезу алгоритмов оптимального регулятора для динамических объектов. Здесь изложена вариационная задача с адаптацией параметров регулятора для управления уровнем глюкозы крови. Разработаны эвристические алгоритмы введения инсулина и других препаратов для коррекции уровней глюкозы и (Ж крови при СД. Изложены результаты по разработке в общей форме поискового алгоритма нелинейного оптимального регулятора динамических объектов с применением ММЛЭ, далее обсуждены вопросы применения этого алгоритма в системе управления нарушенными параметрами метаболизма. Приведено сопоставление различных
9 алгоритмов для регулирования уровня глюкозы крови.
Четвертая глава посвящена разработке комплекса программ ДИАБЕТ, который включает модули статистической обработки первичных экспериментальных данных, оптимизации, идентификации и оптимального управления и практическому применению разработанных алгоритмов для регуляции нарушенных параметров метаболизма на реальном объекте. Дается полное описание комплекса программ ДИАБЕТ, инструкция по пользованию и некоторые рекомендации. Обсуждены вопросы организации дистанционного управления объекта с ЭВМ через телеграфный канал связи. Приведены эксперименты по управлению уровнем глюкозы и СШК крови.
В приложении приведены аналитический синтез закона оптимального управления уровнем глюкозы в крови, справка о приеме комплекса программ ДИАБЕТ в фонд алгоритмов и программ АН УзССР, акты о внедрении полученных результатов.
Работа выполнена в институте кибернетики УзНПО "Кибернетика" АН УзССР по академической теме I.12.9.1 часть 2: "Разработка и исследование математических моделей в человеко-машинных системах управления живыми организмами" (тема І6-НИР АН УзССР на 1981-85гг., № ГР 81055994).
Пользуясь возможностью, автор выражает искреннюю благодарность Л.А.Растригину и Б.У.Алламиярову за постоянное внимание, ценные советы и полезные замечания, сделанные ими в ходе выполнения диссертационной работы.
Общая характеристика и современное состояние проблемы управления нарушенными параметрами метаболизма при экстремальных состояниях
В основе жизнедеятельности любого организма лежит обмен веществ, и стойкие нарушения его приводят к развитию того или иного заболевания. И если рассматривать лечение как процесс управления, то актуальным является управление основными параметрами нарушенного метаболизма.
По существу, лечение в медицине является типичной формой управления сложным динамическим объектом, функционирующим в условиях неопределенности [80]. Лечение состоит в воздействии на организм, принуждающем его стремиться достичь нормы, а лечебное воздействие должно осуществляться по строго заданному алгоритму, предписанному конкретному больному. Сложность задачи лечения состоит в том, что живой организм как сложный динамический объект управления при нарушенном метаболизме функционирует в условиях неопределенности, когда необходимые сведения о его математической модели и текущем состоянии являются неполными, косвенными, приблизительными и часто противоречивыми. В подобных ситуациях успех лечения может быть обеспечен только с применением алгоритмов адаптивного управления.
Известные публикации по регуляции нарушенных параметров организма характеризуются изложением, как правило, лишь отдельных понятий и задач, а также слабой связью с результатами современной теории адаптивных систем [43,52,53]. Некоторыми авторами были предприняты попытки по созданию адаптивных автоматических устройств для регулирования некоторых нарушенных показателей организма, но они не доведены до технической реализации [43]. Имеются некоторые работы, посвященные отдельным теоретическим вопросам адаптации и адаптивного управления в биологических системах [19, 20,47,52,53,63,80].
Вопрос адаптации и адаптивного управления применительно к биологическим системам обсужден в работе В.Н.Новосельцева [47]. Следуя последнему, адаптация системы управления к изменениям внешних условий или параметров объекта состоит в том, что в ответ на эти изменения в системе происходит настройка параметров регулятора, направленная на сохранение работоспособности и качества системы. При этом в систему управления, кроме основного контура обратной связи, вводится дополнительная цепь адаптации для изменения параметров регулятора,
В книге Е.В.Майстраха и Ю.С.Вайля [43] на основе большого литературного и фактического материала сделана попытка систематического изложения проблемы автоматического управления физиологическими функциями в условиях патологии. Однако, к сожалению, в данной монографии глубоко и подробно рассмотрены лишь простые автоматы, применяющиеся для лечебных целей. Как правило, эти автоматы осуществляют управление лишь по нескольким (иногда только по одному) доступным показателям. И с технической точки зрения конструкция этих автоматов (а также и лежащие в ее основе математические расчеты) не является особо сложной, по сравнению со многими автоматическими системами, используемыми в исследовательской и практической работе в технике.
В работе А.М.Петровского, В.В.Сучкова, И.К.Шхвацабая [53] рассмотрена возможность представления лечения как процесс управления многомерным стохастическим объектом, когда априорная информация неполна. Применяя аппарат современной теории управления,выделены два этапа управления - стабилизация и коррекция состояния. Это в полной мере можно применить и к управлению параметрами метаболизма.
Данное положение хорошо продемонстировано в случае управления уровнем глюкозы в крови при СД. Это заболевание обусловлено относительной или абсолютной недостаточностью биологического эффекта инсулина и проявляется, в частности, наличием повышенного уровня глюкозы в крови. Задача управления сводится к тому, чтобы разработать такой способ введения инсулина, при котором управляємый параметр (глюкоза крови) поддерживался бы в пределах нормы независимо от приема пищи и других условий. При этом скорость поступления инсулина должна зависеть от текущего уровня глюкозы крови и скорости его изменения. За рубежом (Канада, США, ФРГ,Япония) были проведены экспериментально-клинические и модельные исследования, на базе которых были разработаны соответствующие алгоритмы коррекции гликемии. Последние реализованы в техническую систему, названную искусственной поджелудочной железой (ИПЖ) стационарного типа.
ИПЖ или искусственная бета-клетка замкнутого типа представляет собой систему, состоящую из датчика, специализированного вычислительного устройства с жестким математическим обеспечением и насосов, соединенных между собой так, что вместе с пациентом они образуют замкнутый контур. С помощью специального катетера венозная кровь подается в глюкозный сенсор, сигнал от которого поступает в ЭВМ. Последняя формирует команду для насоса, осуществляющего введение инсулина (или глюкозы) с соответствующей скоростью.
Имеющиеся алгоритмы ИПЖ строились на основе экспериментально-клинических данных и учитывали физиологические механизмы секреции инсулина в зависимости от текущего уровня глюкозы в крови. С клинической точки зрения определенный интерес представляют алгоритмы Альбиссера, Крайгена, Еиостатора I и П, Кавамори, Фишера, Антомонова Ю,Г. и Кифоренко СИ.
Выбор структуры математической модели управления уровнем глюкозы и СЖК крови при сахарном диабете
Отсутствие в доступной нам литературе модели и алгоритмов управления уровнями глюкозы и СЖ крови послужило основанием для проведения соответствующих исследований, необходимых для построения указанной модели.
Основные биохимические факты
1. Главной причиной развития СД является абсолютная или относительная недостаточность инсулина, приводящая к появлению стойкого гормонального дисбаланса в пользу контринсулиновых факторов. При декомпенсированном СД биохимический эффект последнего проявится в метаболизме всех видов обмена веществ, следствием чего является накопление в крови и тканях глюкозы, (Ж, кетоновых тел и других метаболитов [24,26,75,84,87].
2. Б здоровом организме концентрационная взаиморегуляция уровней глюкозы и СЖ в крови осуществляется по типу отрицательной обратной связи [1,95,98,99,112,113,115] У больных с СД данная взаиморегуляция нарушается: трансформация метаболизма СЖ и их накопление в крови и тканях способствует, в основном, развитию гипергликемии и гиперкетонемии [24,26,75,84,87].
3. Введение инсулина приводит к усилению утилизации глюкозы и стимулирует липогенез в инсулинозависимых тканях [21,102,106, 107,114].
4. При СД оптимальное введение инсулина, обеспечиваемое с помощью "Биостатора", оказывается недостаточным для нормализации повышенного уровня СЖ в крови [П5], и в силу этого возникает необходимость в применении дополнительных средств, блокирующих липолиз. Одним из таких средств может быть бета-адреноблокатор обзидан, действие которого проявляется в ингибировании липолити-ческого эффекта экзогенных катехоламинов и частичном усилении процессов утилизации глюкозы периферическими тканями [100,109].
Основные клинико-физиологические постулаты
1. Инсулин и обзидан должны вводиться раздельно, в составе физиологического раствора, непрерывно и внутривенно под контролем показателей сердечно-сосудистой системы. Дозы препаратов не должны превышать терапевтическую.
2. Скорость падения гликемии не должна спровоцировать развитие гипогликемического синдрома.
3. Время, необходимое для достижения компенсации уровней глюкозы и СЖ в крови, должно быть индивидуальным для каждого больного.
4. Начальная и последующая скорость инфузии инсулина и обзи-дана должна зависеть от исходного уровня глюкозы и СЖ в крови и динамики их изменения.
5. По достижении физиологических уровней глюкозы и СЖ фоновое введение инсулина и обзидана не исключается.
6. Длительность физиологической стабилизации уровней глюкозы и СЖ в крови регламентируется клинико-биохимическим статусом больного.
7. Б случае возникшей гипогликемии и гипоСШемии коррекция последних должна обеспечиваться введением соответствующих растворов глюкозы и СЖ - одновременно или попеременно.
При построении модели управления уровнями глюкозы и СІК в крови необходимой физиологической предпосылкой явились приведенные факты и постулаты, а также экспериментальные данные, полученные в нашей научной группе и приведенные в 1.4.
Динамика уровней глюкозы и СЖ в крови изменяется в результате действия нескольких независимых механизмов. Приведем основные механизмы, характеризующие взаиморегулянию уровней глюкозы и СЖ в крови.
Параметрический синтез оптимального эвристического регулятора
Большое место в адаптивных системах управления занимает разработка оптимальных регуляторов с параметрической идентификацией. При таком подходе вид управляющего устройства заранее задается конструктором, причем предусматривается подстраиваемый вектор параметров А , который корректируется на основе полученной информации в ходе процесса управления. Оптимальные регуляторы с параметрической идентификацией рассмотрены в многочисленных работах [15,23,63,67,68,73,77], и это направление до сих пор привлекает внимание многих исследователей.
Широкое применение эвристических регуляторов (алгоритмов управления) объясняется следующими фактами; во-первых, при этом получается управляющее устройство с ооратной связью; во-вторых, нет необходимости обращения к сложным аналитическим приемам, которые характерны для известных методов оптимального управления, как, например, принцип максимума Понтрягина, динамическому программированию Беллмана и другим методам; в-третьих, уменьшение размерности задачи управления до размерности вектора Л ; в-четвертых, возможность использовать мощные алгоритмы СП для ускорения сходимости при определении параметров А . Кроме того, большим преимуществом эвристических регуляторов является то, что они легко конструируются и при необходимости модифицируются, а также можно отражать требуемые законы управления, задаваемые исследователем. Таким образом, при синтезе эвристических регуляторов предположим, что закон управления является некоторой функцией вектора состоя 85 ния объекта и имеет вид
где Y и Y - действительный и желаемый выход объекта; Л=и /Л2г..;Як)- вектор неизвестных параметров управления; ЧА ") - заданный вид регулятора. В известных нам публикациях для синтеза оптимальных регуляторов с параметрической идентификацией были использованы градиентные методы и различные их модификации. В диссертационной работе для корректировки неизвестных параметров регулятора применяются алгоритмы СП, согласно которым регулируемый вектор параметров Л остается постоянным на некотором временном интервале с целью получения правдоподобной оценки качества работы системы при заданном значении Л. , прежде чем произойдет переход к новому значению вектора параметров. Коррекция параметров в каждом интервале осуществляется с помощью рекуррентного соотношения
Адреноблокатор обзидан применили в модельных исследованиях как средство, снижающее содержание СЖ в крови. В реальных условиях блокатор может быть заменен любым препаратом, обладающим аналогичным действием.
Числовые значения коэффициентов ад к модели определялись на этапе параметрической идентификации параметров модели [5].
Класс допустимых управлений и цель управления. На величины I и & накладывались следующие ограничения:
где 1м и 0М - максимальная допустимая скорость введения инсулина и обзидана соответственно; [QT] - интервал времени, соответствующий процессу управления. Приведенные ограничения отражают очевидный физиологический факт: максимальный транспорт глюкозы и СЖ в клетку обеспечивается при определенной скорости введения инсулина и обзидана. Так, например, скорость введения инсулина, равная 2,4 Ед/час, соответствует физиологической скорости выделения эндогенного инсулина. Кроме этого, введение инсулина с высокой скоростью чревато различными последствиями, такими как гипогликемия [76].
Гипергликемию и гиперСЖемию можно устранить внутренним введением малых доз инсулина и обзидана [89]. В силу сказанных возникают ограничения типа
Создание и общие принципы комплекса программ ДИАБЕТ
Рассматриваются вопросы практического применения разработанных моделей и алгоритмов управления для коррекции уровня глюкозы и (Ж в крови при СД. На основе предложенных алгоритмов разработан комплекс программ ДИАБЕТ, который дает возможность выявить основные качественные и количественные показатели в процессе управления в крови глюкозы и СЖ. Приводится один из возможных путей реализации данного комплекса в виде системы "Телетайп-ЭВМ-врач".
Экспериментально-клиническая апробация разработанной системы подтвердила работоспособность комплекса программ ДИАБЕТ.
В настоящее время большое значение приобретает разработка комплекса программ для решения важных прикладных проблем. В результате накопления огромного числа прикладных программ, применяющихся при решении научно-исследовательских задач, возникла необходимость объединения программного обеспечения по его назначению. Такое объединение для пользователей открывает широкие возможности. Как известно, решение какой-нибудь проблемы обычно разбивается на несколько задач и реализация каждой задачи оформляется в виде отдельной программы. Концентрация этих программ облегчает процесс поиска и применения пользователям.
Здесь описывается подход к созданию комплекса ДИАБЕТ на основе разработанных в предыдущих главах алгоритмов и методов. Все программы, входящие в комплекс, оформлены по модульному принципу на языке ФОРТРАН для ЭВМ БЭСМ-6 в рамках мониторной системы ДУША.
Комплекс ДИАБЕТ состоит из отдельных модулей, хранящихся в архиве. Доступ к программе из архива, запись и исключение обеспечивается в диалоговой системе КРАБ.
Решение поставленной задачи с помощью комплекса осуществляется поэтапно (рис.4.1).
1. Статистическая обработка первичных экспериментальных данных выполняется в модуле СТАТ. При этом вычисляются среднеарифметическое, дисперсия, среднеквадратичное отклонение и доверительный интервал по каждому показателю метаболизма. Имея эти данные, можно предлагать структуру математической модели и количественно оценить ее адекватность.
2. Идентификация параметров модели. Модуль ИДЕН выполняет функцию определения числовых значений параметров модели по алгоритмам, описанным в 2.3 и 2.4. Входной информацией для модуля ИДЕН являются кривые среднеарифметических по каждому показателю, полученные из модуля СТАТ.
3. Задача оптимизации (модуль ПОИСК). Как было показано,многие задачи идентификации и оптимального управления сводятся к задаче оптимизации функции многих переменных. Поэтому при создании комплекса ДИАБЕТ особое внимание было уделено разработке эффективно действующих программ оптимизации.
В модуль ПОИСК входят подпрограммы оптимизации, реализующие следующие метода: АСПІ - СП с линейной тактикой; АСП2 - СП с нелинейной тактикой; АСПЗ - СП с адаптацией плотности распределения; АСП4 - СП "перескоком"; АРПІ - алгоритм Баничука [56]; АРП2 - метод сопряженных градиентов [67]. Кроме того, в модуле ПОИСК имеется подпрограмма генерирования псевдослучайных чисел для алгоритмов СП.
4. Синтез алгоритмов управления (модули ВАЗА, ЛРЕГ, НОР). Модуль ВАЗА предназначен для получения оптимального закона управления с адаптацией параметров регулятора в задаче управления уровнем глюкозы в крови (см. 3.1).
Модуль ЛРЕГ реализует эвристические алгоритмы введения лекарственных препаратов, описанных в 3.2. Синтез нелинейного оптимального регулятора с применением ММЛЭ осуществляется с помощью модуля НОР. Во всех предлагаемых алгоритмах управления в основе лежит задача минимизации функции многих переменных. Поэтому модули ВАЗА, ЛРЕГ и НОР тесно взаимосвязаны с модулем ПОИСК.
В заключение надо отметить, что хотя основным назначением комплекса ДИАБЕТ является разработка алгоритмов управления для коррекции основных параметров нарушенного метаболизма, но его можно применить для решения многих прикладных задач, где сталкиваемся с проблемами, рассмотренными выше.
Технические характеристики комплекса. Комплекс ДИАБЕТ реализован на ЭВМ БЭСМ-6 в мониторной системе ДУБНА. Все программы написаны на языке ФОРТРАН и хранятся в архиве в виде модулей, занимая при этом 6 зон. Для пользования комплексом не требуется нестандартных и технических средств БЭСМ-6. Для работы необходимо наличие мониторной системы ДУША, терминального устройства ВИДЕО-ТОН-340 и дисковой памяти. В документации комплекса ДИАБЕТ имеются инструкция для пользователей и описание модулей, входящих в архив.
Апробация алгоритмов управления осуществлялась в диабетоло-гическом отделении НИИ краевой медицины МЗ УзССР, расположенном на расстоянии I км от ВЦ института кибернетики АН УзССР (см.рис. 4.2).
Реализация комплекса ДИАБЕТ осуществлялась в следующей последовательности :
1) определение уровня глюкозы в крови (под контролем врача);
2) введение в ЭВМ оператором (или врачом) через телеграфный канал связи полученной информации о текущем уровне глюкозы крови;
3) счет на ЭВМ БЭСМ-6 и выдача результатов на телетайп;
4) проведение коррекции врачом управляемой величины по полученной информации.
![Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс]](/i/i/4409/168295.png "Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс] Склярова Татьяна Петровна")
