Tip-1 Diyabet Hastaları İçin Bulanık Mantık Tabanlı Kontrol Edici Kullanarak Uygun İnsülin Dozlarının Önerilmesi

Abstract

Bu çalışmada, Tip 1 diyabet hastaları için insülin dozları öneren ve kan şekeri düzeylerindeki değişikliklere uyum sağlayabilen kapalı döngü bir kontrol sistemi önerilmektedir. Diğer çalışmalardan farklı olarak, önerilen bu sistem, hastaya ait, ard arda alınmış üç kan şekeri ölçüm değerini karşılaştırarak, hastaya kan şekeri düzeyini normal sınırlarda tutmaya yardımcı olacak insülin dozlarını hesaplar. Önerilen bu sistem gönüllü gerçek bir Tip 1 diyabet hastası üzerinde de test edilmiştir. Böylelikle hastanın normal tedavisinde kullandığı insülin miktarları ile sistem tarafından önerilen insülin miktarları karşılaştırılmıştır. Buna ek olarak, sistem farklı kan şekeri profilleri üzerinde denenerek, değişime uyum sağladığı ve tutarlı sonuçlar ürettiği gözlemlenmiştir. Böyle bir kontrol sisteminin tasarımı için en yaygın yapay zekâ tekniklerinden olan Bulanık Mantık tekniği kullanılmıştır. Bu amaçla, tasarlanan kontrol sistemi FIS editörü kullanılarak, MATLAB programlama dili ortamında gerçekleştirilmiştir.

Emre ÇANAYAZ This study presents an adaptive closed loop system that proposes insulin dosage to regulate the blood glucose level of Type 1 diabetes patients. Developed prototype system contains of two Mamdani–type fuzzy logic controllers, database files with patient information, response of the system is stored, and insulin on board module prevents the user from overlapping injections. One fuzzy controller adjusts the amount of insulin by producing a coefficient factor according to the age and body mass index of the patient, another one purposes insulin doses comparing the patient’s glucose readings. In this prototype, Centroid method, which is the most common method used in fuzzy logic systems, was used for defuzzyfication process. Unlike prior studies, our proposed system compares three arbitrary blood glucose readings and proposes an insulin dosage to regulate blood glucose level of the patient. The system was tested using blood glucose readings of a real type 1 diabetes patient. Additionally, a second type-1 diabetes mellitus patient was used to test the system stability and adaptive abilities. Moreover, generated insulin dosages were compared with the multiple daily injection treatment dosage to prove system’s reliability. Finally, MATLAB programming environment and fuzzy logic toolbox were used to design the system.