بخشی از مقاله
کنترل قند خون در بیماران دیابتی نوع یک با استفاده از سیستم فازي و Anfis
چکیده
هدف از این مقاله توصیف استفاده ي تکنیک فازي در توسعه ي سیستم تصمیم گیر پشتیبان که بهینه سازي غذاي مصرفی بیمار داراي قند خون را صورت میدهد، میباشد . قند خون بعد از غذا و مقاومت نسبت به انسولین بدن از موارد مورد بحث است به طوریکه سیستم مورد نظر در این مقاله میتواند در بسیاري از موارد، بیمار را براي تزریق درستی از انسولین، آماده کند و نتیجه اینکه بیمار بعد از چندین ساعت پس از مصرف وعدهي غذایی داراي قند خون ثابت خواهد بود. مقایسهي بین دو حالت سیستم تصمیم گیري فازي و تجویز پزشک(پزشک درمانی) نشان میدهد که در سیستم تصمیم گیري فازي با خطاي کمتري مواجه هستیم . با توجه به اینکه میزان قند خون متعادل در بیماران دیابت نوع یک بسیار اهمیت دارد، این نوع کنترل هوشمند میتواند به کمک پزشک آید و مفید واقع شود.
-1 مقدمه
دیابت شیرین در واقـع یکـی از بیشـترین و پراکنـده تـرین بیماريهاي متابولیک است که خطر جـدي رشـد آن در سراسـر جهان حس میگردد .[1] کسی که مبتلا به دیابت شیرین اسـت بدن وي توانایی تولید انسولین به میزان کافی را ندارد یـا بافـت-هاي وي به انسولین مقاومت نشان میدهند. انسـولین هورمـونی است که در بدن توسط لوزالمعده تولید میگردد و باعث نفوذ قند به بافت ها میشود، اگر به هر دلیلی این فرآینـد درسـت صـورت نگیرد، قند خون فرد بالا میرود .[2]
انواع مختلفی از دیابت موجود است اما نـوع یـک و دو آن از شـهرت بـالایی برخـوردار اسـت. در نـوع اول سـلول هـاي بتـاي لوزالمعده توانایی تولید انسولین را ندارند و بایستی انسـولین بـه صورت مداوم و در مقادیر تعیین شده، تزریق شود و در نـوع دوم نیز که وابسته به نوع و شرایط زندگی است، فرد ناچار به کنتـرل سطح انسولین خود با انسولین تراپی و روش هاي دیگري خواهـد بود .[3]
انواع گوناگونی از کنترل سطح قند خـون در گذشـته مـورد بحث قرار گرفته است که توسط آن میزان تزریق انسولین فرد در طــول شــبانه روز کنتــرل شــده اســت. ماننــد گــرفتن نســبت کربوهیدرات ورودي بـه بـدن و سـطح قنـد خـون و انسـولین و عوامل دیگر.[4-6]
سیستم هاي تصمیم گیري تزرق انسولین مختلفی برمبنـاي شبکه هاي عصبی نیز پایه ریزي شـده اسـت .[7-10] تـا اینکـه سیستم پیشرفته تري که مقیاسهاي متفاوتی از وعدههاي غذایی ارزش غــذایی و قنــدي را محاســبه مــیکــرد در ســال 2010 میلادي توسط شاپیرا ارائه شد .[11] بهینه سـازي در ایـن روش توسط بازیک در همـان سـال انجـام شـد [12] و در سـال هـاي 2011 به بعد نیز عناصري مانند پـروتئین هـا و لیپیـدها و مـواد معدنی دیگري به این چرخه ي محاسبه اضافه شـدند کـه باعـث شد نتایج جالبتر و مفیدتري حاصل گردد .[13,14]
هدف از ایـن مقالـه توصـیف اسـتفاده ي تکنیـک فـازي در توسعهي سیستم تصمیمگیر پشـتیبان کـه بهینـه سـازي غـذاي مصرفی بیمار داراي قند خون را صورت میدهد، میباشد.
بعد از مقدمه، بخش دوم به معرفی سیستم کنترل قند خون همچنین زیر سیستم هاي مربوط به آن میپردازد. بخش سـوم نیز به نتیجه گیري این مقاله اختصاص دارد.
-2 سیستم کنترل قند خون
سیستم مـورد بحـث در ایـن مقالـه کـه در تکمیـل و ارتقـا روشهاي قبلی در سیستمهاي تصمیم گیري آمده، توسط منطـق فازي بنا شده است. سه سیستم فازي و یک سیستم انفیس با هم سیستم کنترل قنـد خـون را تشـکیل مـیدهنـد کـه بـا گـرفتن وروديهاي مورد نظر، خروجی مطلوب را که همان مقـدار واحـد انسولین بهینه شده است، مشخص میکند. شـماي کلـی از ایـن سیستم در شکل 1 نشان داده شده است.
در این مقاله از دو روش فازي و انفـیس در سیسـتم کنتـرل قند خون، براي به دست آوردن مقدار بهینهي انسـولین تزریقـی استفاده شده است. با توجه به شکل 1 هر یک از زیر سیستمهاي مربوطه تشریح میگردد.
-1-2 سیستم فازي اول
در سیستم فازي اول تاثیر هـر وعـده ي غـذایی را محاسـبه کرده و به خروجی مورد نظر ارسال میکند. موادي کـه در وعـده هاي غذایی مصرف میگردد در سه بخش پروتئین ها، لیپید ها و کربوهیدارت ها تقسیم بندي شده است.
این سیستم از نوع ممدانی و داراي سه تـابع عضـویت اسـت که مقدار هر کدام از مواد مصرفی بدن در طول وعدههاي غـذایی را دریافت میکند و تاثیر آن را بر روي قند خون ابراز میدارد.
شکل 2 سیستم فازي اول را نشان میدهـد. توابـع عضـویت این سیستم در جدول (1) بیان شده است. یافته هاي هر کدام از مقادیر به تاییـد موسسـه ملـی تحقیقـاتی مـواد غـذایی ایتالیـا و چندین دکتر حاذق در امر دیابت رسیده است .[15]
-2-2 سیستم فازي دوم
در این سیستم یکی از ورودي ها، خروجی سیستم اول است که همان تاثیر وعده ي غذایی بر قنـد خـون بـوده و ورودي دوم مقدار قند خون قبل از وعده ي غذایی است. در خروجـی میـزان تغییرات انسولین آمده است. این سیستم داراي 5 تـابع عضـویت است و از نوع ممدانی میباشد.
بلوك دیاگرام شکل 3 سیستم فازي دوم را نشـان مـیدهـد. همچنین در جدول (2) پارامترهاي توابع عضویت آن نشـان داده شده است.
مــیباشــد. ورودي آن شــاخص چــاقی احشــایی((VAI اســت و خروجی آن میزان درصد تغییرات واحد انسولین مورد نظـر مـی-باشد. این بخش از کل سیستم در واقع نشان دهنـده ي نـوعی از مقاومت بافتی بدن به انسولین است.
