Automatic Glycemia Regulation of Type I Diabetes

Automatic Glycemia Regulation of Type I Diabetes

Cette thèse étudie le contrôle en boucle fermée pour la régulation de la glycémie du diabète de type 1 (DT1). Deux catégories principales de commande sont conçues: l'une est basée sur un modèle et l'autre non. Pour tester leur efficacité, les deux types sont testés in silico sur deux simul...

Description complète

Détails bibliographiques
Auteurs principaux : Mohammadridha Taghreed (Auteur), Moog Claude (Directeur de thèse, Membre du jury), Darouach Mohamed (Président du jury de soutenance, Membre du jury), Mounier Hugues (Rapporteur de la thèse, Membre du jury), Tarbouriech Sophie (Rapporteur de la thèse, Membre du jury), CHAILOUS Lucy (Membre du jury), Lefebvre Marie-Anne (Membre du jury)
Collectivités auteurs : Centrale Nantes 1991-.... (Organisme de soutenance), École doctorale Sciences et technologies de l'information et mathématiques Nantes (Ecole doctorale associée à la thèse), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (Laboratoire associé à la thèse)
Format : Thèse ou mémoire
Langue : anglais
Titre complet : Automatic Glycemia Regulation of Type I Diabetes / Taghreed Mohammadridha; sous la direction de Claude Moog
Publié : 2017
Accès en ligne : Accès Nantes Université
Note sur l'URL : Accès au texte intégral
Note de thèse : Thèse de doctorat : Automatique, productique et robotique : Ecole centrale de Nantes : 2017
Disponibilité : Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 10 mai 2018
Sujets :
Diabète insulinodépendant
Index glycémique
Commande en mode glissant
Hypoglycémie
Diabète de type I
Régulation de la glycémie
Commande positive
Prédiction de l'hypoglycémie
Ensemble invariant
Insulin on board
Commande par modes glissants
Commande sans modèle
Thèses et écrits académiques
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230 |a Données textuelles 
304 |a Titre provenant de l'écran-titre 
310 |a Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 10 mai 2018 
314 |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et mathématiques (Nantes) 
314 |a Partenaire(s) de recherche : Laboratoire des sciences du numérique de Nantes (Laboratoire) 
314 |a Autre(s) contribution(s) : Mohamed Darouach (Président du jury) ; Claude Moog, Mohamed Darouach, Hugues Mounier, Sophie Tarbouriech, Lucy Chailous, Marie-Anne Lefebvre (Membre(s) du jury) ; Hugues Mounier, Sophie Tarbouriech (Rapporteur(s)) 
328 0 |b Thèse de doctorat  |c Automatique, productique et robotique  |e Ecole centrale de Nantes  |d 2017 
330 |a Cette thèse étudie le contrôle en boucle fermée pour la régulation de la glycémie du diabète de type 1 (DT1). Deux catégories principales de commande sont conçues: l'une est basée sur un modèle et l'autre non. Pour tester leur efficacité, les deux types sont testés in silico sur deux simulateurs de DT1. Le premier est un modèle à long terme qui est dérivé des données cliniques des sujets de DT1 et le second est le simulateur Uva/Padova. Tout d'abord, la commande sans modèle (CSM) est conçue. Après avoir montré qu'un régulateur proportionnel intelligent (iP) à référence constante peut être mis en défaut sur un simple second ordre, nous avons conçu un régulateur iP à référence variable. Une solution alternative est un régulateur proportionnel-intégral-dérivé intelligent (iPID) à référence constante. Une meilleure performance globale est obtenue avec iPID par rapport à iP et par rapport à un PID classique. Deuxièmement, une commande par modes glissants (CMG) garantie positive est conçue pour la première fois pour la régulation de la glycémie. La conception de cette commande est basée sur un modèle. La commande CMG est choisie pour la régulation de la glycémie en raison de ses propriétés de robustesse bien connues. Cependant, notre contribution majeure est l'assurance d'une commande rigoureusement positive. La commande CMG est conçue pour être positive partout dans un ensemble invariant du sous-système d'insulinémie du plasma. Enfin, un régulateur positif par retour d'état est calculé pour la première fois pour la régulation de la glycémie. Le plus grand ensemble positif invariant (EPI) est trouvé. Non seulement la positivité de la commande est révisée, mais plutôt un contrôle glycémique serré est atteint. Lorsque l'état initial du système appartient à l EPI, l'hypoglycémie est évitée. Dans le cas contraire, l'hypoglycémie future est prédite pour tout état initial en dehors de l'EPI. 
330 |a This thesis investigates closed-loop control for glycemia regulation of Type1 Diabetes Mellitus (T1DM). Two main controller categories are designed: non-model-based and model-based. To test their efficiency, both types are tested in silico on two T1DM simulators. The first is a long-term model that is derived from clinical data of T1DM subjects and the second is the Uva/Padova simulator. Firstly, Model-free Control (MFC) is designed: a variable reference intelligent Proportional (iP) control and a constant reference intelligent Proportional-Integral-Derivative (iPID). Better overall performance is yielded with iPID over iP and over a classic PID. Secondly, a positive Sliding Mode Control SMC is designed for the first time for glycemia regulation. The model-based controller is chosen for glycemia regulation due to its well-known robustness properties. More importantly, our main contribution is that SMC is designed to be positive everywhere in the positively invariant set for the plasma insulin subsystem. Finally, a positive state feedback controller is designed for the first time to regulate glycemia. The largest Positively Invariant Set (PIS) is found. Not only control positivity is respected but rather a tight glycemic control is achieved. When the system initial condition belongs to the PIS, hypoglycemia is prevented, otherwise future hypoglycemia is predicted for any initial condition outside the PIS. 
337 |a Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF 
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