分布式生物医学系统的模型预测控制策略研究

本项目研究一类热力学相关的分布式生物医学系统（BM-DPS）的建模与控制问题。拟通过基于"核"函数的非线性时空分离策略，更精确的揭示隐藏在大量生物医学系统数据背后的动态分布本质规律，进而设计分布式的模型预测控制（MPC）策略，并开发出相应的实用软件。研究内容包括："核"函数提炼方法研究；非线性时空分离建模方法的研究；基于上述建模方法的分布式MPC策略研究；BM-DPS的专用信号分析处理软件以及热疗模拟控制实验平台的开发。一方面，本项目的研究将为癌症超声波热疗提供高效的控制手段，以大大缩短到达理想温度分布轮廓的过渡时间，达到尽快杀死癌细胞同时尽量减少正常细胞损失的研究目的，从而显著改善热疗效果，有效缓解患者痛苦；另一方面，该研究成果有望推广到浓度、神经信号、肌肉纤维拉力等分布相关的生物医学控制系统，在药物治疗模式改进、残疾人恢复部分肌体功能等领域具有相当的应用前景。