论文部分内容阅读
糖尿病作为一种常见的内分泌疾病,严重困扰了患者的日常生活并危害了患者的健康,长期高血糖会引发一系列的并发症。目前临床上常用的方法是胰岛素强化治疗,可以分为每日多次皮下胰岛素注射和胰岛素持续皮下注射(胰岛素泵)。胰岛素持续皮下注射更接近于人体的生理模式。胰岛素泵可以通过调整胰岛素基础率使血糖保持稳定,通过输入大剂量有效控制餐后引起的高血糖。尽管胰岛素泵的应用日益广泛,但关于胰岛素泵基础量和大剂量输注模式研究却很少。临床中常根据医师的经验和胰岛素泵使用手册的一些公式估算,然而糖尿病人差异很大,不同病人之间的体重差异很大,可以从50千克到100千克不等,不同病人之间对于胰岛素的敏感性也不一样,这些影响因素差异很大,不能为每个病人设计一个合理的胰岛素基础输注率和大剂量,容易引起高血糖或低血糖的产生,危害糖尿病患者的生命。因此对基础量和大剂量的优化极为重要。本文提出了基于改进的粒子群算法的优化方法,首先提出了一种基于智能权重机制的粒子群算法,主要是提出了一个框架,是由任意搜索方法组合而成的,由一个时变的权重将其结合在一起,进一步提高优化的结果。该方法的核心是如何选取权重,本文权重的选取是与优化效果成正比的。本文采用非均匀变异算子、微分变异算子和随机局部搜索算法三种搜索算法,利用了非均匀变异的局部搜索的优点、微分变异算子使粒子保持多样性的优点以及随机局部搜索算法平衡局部搜索和全局搜索的能力的优点。因此改进粒子群算法有着很好的局部搜索和全局搜索的能力。本文对提出的新的粒子群算法进行了性能测试,主要在15个基准测试函数上进行了详细的测试,并与其它四个优化算法的测试效果进行了比较,仿真结果表明,相对于其它四个优化算法,改进的粒子群优化算法具有很好的收敛速度和搜索精度。其次本文基于改进粒子群算法提出了一种自动调节胰岛素泵基础输注率和大剂量的优化方法,该方法能够根据病人的血糖数据计算并自动调节病人的基础输注率和大剂量,不需要人为的干预,并在10个虚拟病人身上进行了仿真测试,并且与其它四个优化算法进行比较,结果表明该方法能够很好地控制病人的血糖,将病人血糖很快的控制在安全范围内。