طراحي سيستم تحويل دارو براي تنظيم فشارخون با كمك كنترلر فازي

Designing a Drug Delivery System for Regulation of Blood Pressure Using Fuzzy Controller

با توجه به اهميت فشارخون بالا، كنترل و ثابت نگه داشتن سطح فشارخون در حالت نرمال بسيار حائز اهميت است. هدف از اين پژوهش، طراحي سيستم براي كنترل و تنظيم فشارخون موثر شرياني با استفاده از داروي سديم نيتروپروسايد به كمك كنترلر فازي است.روش: پژوهش حاضر از نوع كاربردي است كه به روش مقطعي انجام شد. براي انجام اين پژوهش ابتدا مطالعات مرتبط در حوزه طراحي مدل هاي رياضي براي تنظيم فشارخون بررسي شدند. سپس با بررسي نتايج اين مطالعات، بهترين مدل انتخاب شده و تغييرات لازم بر روي آن اعمال گرديد. در مرحله آخر كنترلر فازي براي تنظيم فشارخون طراحي گرديد، تمام عمليات طراحي و اجراي سيستم فازي در محيط نرم افزار متلب نسخه 2010 انجام شد.نتايج: در مرحله اول با اعمال كنترلر فازي، خروجي تغييرات سريع و ناگهاني داشت؛ لذا با اعمال اصلاحات در جهت بهبود كنترلر، سيستم توانست فشارخون بيمار را در زمان حدود 3 دقيقه، كنترل و به حالت نرمال خود برگرداند؛ اما بازهم خروجي كنترلر داراي تغييرات سريعي بود، لذا با اعمال يك كنترلر فيلتر شده، نتايج نشان داد كه فركانس هاي بالا كنترل و در زمان حدود 1 دقيقه فشارخون، تنظيم و ثابت ماند.نتيجه گيري: با استفاده از كنترل فازي و استفاده از مدل هاي رياضي معتبر، مي توان فشارخون بيمار را تنظيم و ثابت نگه داشت. روش هاي كلاسيك در برخورد با سيستم هاي بيولوژيكي وابستگي شديد به پارامترهاي مدل دارند؛ اما كنترل فازي در برخورد با عدم قطعيت، پاسخ و سرعت عمل قابل قبولي را ارائه مي دهد.

Introduction: According to the importance of hypertension, the control and stabilization of blood pressure level is very important. The purpose of this study was to design a system for controlling and regulating arterial blood pressure by using sodium nitroprusside through a fuzzy controller. Methods: This is an applied study done through cross-sectional method. At first, related studies in the field of designing mathematical models for regulation of blood pressure were investigated. Then, by surveying the results of these studies, the best model was selected and necessary changes were made. In the final phase, the fuzzy controller was designed for blood pressure regulation. All processes of designing and implementation of Fuzzy system were performed in 2010 version of MatLab software. Results: In the first phase, the fuzzy controller caused rapid and sudden changes in output. Therefore, by modifying the controller to improve the system, the system was able to control the blood pressure after about 3 minutes and returned it to the normal level. But, again, the output of the controller had quick changes. So, by applying a filtered controller, high frequencies were controlled and blood pressure remained constant within about 1 minute. Conclusion: By using fuzzy control and valid mathematical models, blood pressure can be controlled and stabilized. Classical methods in dealing with biological systems are highly dependent on model parameters. But, fuzzy control, in facing uncertainty, provides an acceptable response with an acceptable speed.