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糖尿病对人类健康的威胁日益增加,糖尿病患病率及糖尿病患者的人数正在快速增长.同时,糖尿病可致全身重要器官损毁,严重影响着患者的生活质量及寿命,并且极大程度地增加了治疗开支.鉴于目前严峻的糖尿病发病形势,本文以糖尿病为研究对象,运用可修系统的可靠性理论和控制思想建立了退化的糖尿病预警系统和针对IDDM患者的血糖控制系统,并且对这两个系统进行了研究和分析. 首先,我们讨论了退化的糖尿病预警系统.在该系统中,我们以糖尿病患者个体为研究对象,假设患者在初始时刻血糖可控,然后随着病程的发展根据患者的并发症情况和血糖水平将系统划分为三个状态.基于这些假设和高血糖致身体损伤不可逆的特点,我们得到了描述该系统的偏微分方程.由该系统的状态方程无法求出系统的稳定解,所以我们运用拉普拉斯变换的方法得到了用以研究患者健康状况的稳定状态健康指标,如血糖可控度,患者需要治疗的概率及病变率.结果指出在患者血糖不断的超标-控制-稳定循环过程中造成的身体损伤会危及生命.最后,根据花费函数对患者用于控制血糖的花费进行数值模拟,模拟的结果验证了良好的生活管理,如按时遵医嘱吃降糖药,注意饮食,合理锻炼,放松身心,及时测血糖等,可以有效延长每个周期的时间,从而增长患者寿命,提高患者生活质量,减少社会和个人的经济压力,同时说明我们提出的预警模型是符合实际的. 治疗糖尿病的关键是控制血糖,对IDDM患者而言,皮下注射胰岛素是控制血糖的主要方式.胰岛素的用量直接影响着血糖控制的精准度.所以,我们根据胰岛素从注射到发挥作用的过程,将已经有很多研究成果的胰岛素皮下动力学系统和血糖-胰岛素调节系统耦合,形成本文研究的血糖控制系统.从定向控制的角度研究控制输入和控制目标输出的关系.最后运用Matlab编写程序进行数值模拟,验证了该耦合系统的合理性并且得出输出目标(人体正常血糖浓度)所对应的精确输入(胰岛素输入量),以保证患者血糖稳定,避免低血糖的发生.