电气工程与系统科学 > 系统与控制
[提交于 2025年7月13日
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标题: 基于症状的个性化质子泵抑制剂治疗:使用贝叶斯神经网络和模型预测控制
标题: Symptom-Driven Personalized Proton Pump Inhibitors Therapy Using Bayesian Neural Networks and Model Predictive Control
摘要: 质子泵抑制剂(PPIs)是胃酸疾病的标准治疗方法,但在长期高剂量使用时存在显著风险。 精确的长期胃酸控制受到超过72小时的侵入性胃酸监测不切实际以及患者间广泛变异性的挑战。 我们提出了一种非侵入性的、基于症状的框架,仅根据患者报告的胃食管反流和消化症状模式来调整PPI剂量。 一种贝叶斯神经网络预测模型从历史症状评分、饮食和PPI摄入数据中学习预测患者症状并量化其不确定性。 这些概率预测输入到一个机会约束的模型预测控制(MPC)算法中,该算法动态计算未来的PPI剂量,以在无需直接酸度测量的情况下,最大限度地减少药物使用量并以高置信度维持酸度抑制。 在多样化的饮食计划和虚拟患者资料的计算机模拟研究中显示,与标准固定方案相比,我们的学习增强型MPC将总PPI消耗量减少了65%,同时至少以95%的概率保持酸度抑制。 所提出的方法为个性化PPI治疗提供了一条实用路径,在无需侵入性传感器的情况下最小化治疗负担和过量风险。
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