Control-Oriented Model with Intra-Patient Variations for an Artificial Pancreas

Abstract

In this work, a low-order model designed for glucose regulation in Type 1 Diabetes Mellitus (T1DM) is obtained from the UVA/Padova metabolic simulator. It captures not only the nonlinear behavior of the glucose-insulin system, but also intrapatient variations related to daily insulin sensitivity (SI) changes. To overcome the large inter-subject variability, the model can also be personalized based on a priori patient information. The structure is amenable for linear parameter varying (LPV) controller design, and represents the dynamics from the subcutaneous insulin input to the subcutaneous glucose output. The efficacy of this model is evaluated in comparison with a previous control-oriented model which in turn is an improvement of previous models. Both models are compared in terms of their open- and closed-loop differences with respect to the UVA/Padova model. The proposed model outperforms previous T1DM controloriented models, which could potentially lead to more robust and reliable controllers for glycemia regulation.Fil: Moscoso Vásquez, Hilda Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Tecnológico de Buenos Aires. Departamento de Matemática. Centro de Sistemas y Control; ArgentinaFil: Colmegna, Patricio Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. University of Virginia; Estados Unidos. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Rosales, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; ArgentinaFil: Garelli, Fabricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; ArgentinaFil: Sanchez Peña, Ricardo Salvador. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Tecnológico de Buenos Aires. Departamento de Matemática. Centro de Sistemas y Control; Argentin

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