慢性病危险因素干预的PID控制策略设计方法
包家明1 , 朱朝阳2* , 胡亚楠2
1 (浙江大学城市学院医学院,杭州 310015)2 (浙江大学医学院公共卫生系慢性病研究所,杭州 310058)
A PID Control Strategy Design of Risk Factor Intervention for Chronic Disease
Bao Jiaming1 , Zhu Chaoyang2 , Hu Yanan2
1 (School of Medicine, Zhejiang University City College, Hangzhou 310015, China)2 (Institute of Chronic Disease, Dept. Public Health, School of Medicine, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)
摘要 设计一种慢性病危险因素个体化干预的控制策略。基于个体化的人体神经网络模型,建立慢性病危险因素控制系统,通过检测血压、血糖、心率和体重指数(BMI)等状态变量,设计饮食、运动、饮酒、吸烟等生活行为干预的比例-积分-微分(PID)控制变量来进行PID系数筛选,并从13例中取1例受试来说明控制效果。结果显示,以控制系统的稳定性、响应时间、稳态偏差为原则设计PID控制策略是合理的,PID系数筛选的步骤亦可行。在慢性病危险因素干预的控制中,PID控制策略有望作为个体化的生活行为干预策略,其系数可以通过筛选的方式获得。
关键词 :
慢性病 ,
危险因素 ,
个体化 ,
PID ,
仿真
Key words :
chronic disease
risk factor
individualized
PID
stimulation
收稿日期: 2015-11-21
基金资助: 浙江省科技厅公益计划(2016C33199);浙江省医药卫生平台重点资助计划(2012ZDA011)
通讯作者:
E-mail: zhuchaoy@163.com
[1] World Health Organization. Preventing chronic diseases: a vital investment. [EB/OL]. http://www.who.int/chp/chronic_disease_report/ contents/part1.pdf, 2009-09-02/2016-03-08. [2] World Health Organization. Global action plan for the prevention and control of noncommuncable diseases 2013-2020. [EB/OL]. http://www.who.int/nmh/publications/ncd-action-plan/en/, 2013-02-13/ 2015-06-13. [3] 中国卫生部. 中国慢性病防治工作规划(2012—2015年) [EB/OL], http://www.nhfpc.gov.cn/jkj/s5878/201205/167d45ff9ec7492bb9a4e2a5d283e72c.shtml, 2012-05-21/2015-06-13. [4] 白雅敏,周敏茹,陈波,等. 全国慢性病社区综合防治示范点基本情况调查 [J]. 中国慢性病预防与控制,2007, 15(1): 3-6. [5] 中国高血压防治指南修订委员会.中国高血压防治指南(2010)[J]. 中华高血压杂志, 2011, 19(8):701-743. [6] 中华医学会糖尿病学分会. 中国2型糖尿病防治指南(2010年版) [J].中华糖尿病杂志, 2012, 20(1):S1-S37. [7] 中国成人血脂异常防治指南制订联合委员会. 中国成人血脂异常防治指南 [J]. 中华心血管病杂志, 2007, 35(5):390-419. [8] 包家明, 王顺, 朱朝阳, 等, 基于神经网络的慢性病危险因素人体模型的建模方法 [J]. 中国生物医学工程学报, 2014, 33(6):715-721. [9] 陈春明, 赵文华, 杨正雄, 等, 中国慢性病控制中膳食关键因素的研究 [J]. 中华流行病学杂志, 2006, 27(9):739-743. [10] Hall KD, Sachs G, Chandramohan D, et al. Quantification of the effect of energy imbalance on bodyweight [J]. Lancet, 2011, 378: 826- 837. [11] 维纳.控制论——或关于在动物和机器控制和通信的科学 [M]. 北京:北京大学出版社, 2007:16-17. [12] 毛连根, 朱朝阳, 包家立, 等. 一种血压反馈控制系统的状态分析方法 [J]. 中国生物医学工程学报, 2010, 29(2):259-264. [13] 陈瑞安, 符雁翎, 包家立, 等. 高危人群慢性病危险因素社区监测与控制 [J]. 中华全科医师杂志, 2013, 12(12):980-982. [14] Turner ST, Schwartz GL, Boerwinkle E. Personalized medicine for high blood pressure [J]. Hypertension, 2007, 50:1-5. [15] Malandrino N, Smith RJ. Personalized medicine in diabetes [J]. Clinical Chemistry, 2011, 57(2):231-240.
[1]
求冰霞1 李宏1* 王钰安1 李文康1 陶蒙1 陈丰农1 陈洁2 . 组织工程软骨培养的细胞自动机算法模型与优化 [J]. 中国生物医学工程学报, 2016, 35(2): 252-256.
[2]
李进华1 杨英侃1 张林安2* 李建民1 王树新1 . 软组织吻合器手术缝钉排列优化设计 [J]. 中国生物医学工程学报, 2015, 34(6): 743-751.
[3]
柯丽* 李盼盼 陈红 刘欢 杜强. 颅骨对磁感应断层成像信号检测影响的仿真与实验研究 [J]. 中国生物医学工程学报, 2015, 34(5): 566-573.
[4]
陈卫东1,2 赵国志1,2 朱奇光1,2* . 基于自适应混合肝脏模型的建立 [J]. 中国生物医学工程学报, 2015, 34(3): 360-364.
[5]
包家明1 王顺2 朱朝阳2* 王奕青1 徐雅诗1 . 基于神经网络的慢性病危险因素人体模型的建模方法 [J]. 中国生物医学工程学报, 2014, 33(6): 715-721.
[6]
郭红1 隋晓红1 李孟辉2 李丽明1* . 外部电场作用下的视神经纤维兴奋性的仿真研究 [J]. 中国生物医学工程学报, 2014, 33(5): 574-584.
[7]
姚鹏1 张定国1* 刘建荣2抑制腕部病理性震颤的功能性电刺激系统的仿真与实验 [J]. 中国生物医学工程学报, 2014, 33(3): 379-384.
[8]
陈德路. 应用脊椎CT个体化数据植入椎弓根螺钉器械研究 [J]. 中国生物医学工程学报, 2014, 33(2): 252-256.
[9]
赵希梅1,2* 游健康1 刘浩2 . 微创血管介入手术导管辅助机器人自整定模糊PID控制 [J]. 中国生物医学工程学报, 2014, 33(1): 123-127.
[10]
丁晨1 王君泽1* 高瞻2 . 基于AnyBody 的汽车驾驶中人体腿部逆向动力学仿真 [J]. 中国生物医学工程学报, 2013, 32(1): 124-128.
[11]
刘苓苓1* 李岚2 钱坤喜1 . 改进型五阶集总参数心血管循环系统的建模与仿真 [J]. 中国生物医学工程学报, 2012, 31(1): 13-19.
[12]
孙栋 李福生 徐新喜* 赵秀国 谭树林. 流固耦合作用下人体上呼吸道内气流运动特性数值仿真研究 [J]. 中国生物医学工程学报, 2012, 31(1): 89-95.
[13]
徐少平1* 李春泉1,2 江顺亮1 罗洁3 . 基于无网格的软组织切割模型的研究进展 [J]. 中国生物医学工程学报, 2012, 31(1): 123-128.
[14]
张新磊 冯继宏* 孔晶晶 袁玉强. 实时PCR仪中温度控制系统的研制 [J]. 中国生物医学工程学报, 2012, 31(1): 151-155.