Modelle

Hovorka/Cambridge Modell

Dieses Modell entstammt der Arbeit von Hovorka et al. [1], wobei auf die Implementierung nach [2] zurückgegriffen wurde.

Besonderheiten und Abweichungen

Mit den Standardparametern weist dieses Modell eine sehr hohe Insulinsensitivität auf und bedingt eine sehr geringe Basalrate.

In [1] wurde die Glukoseabsorptionsrate infolge einer Mahlzeit als Zeitsignal

U G ( t ) = D G A G t e t / t m a x , G t m a x , G 2

beschrieben. Dieser Ansatz ist nur für eine einzelne Mahlzeit geeignet. Eleganter ist es, die Glukoseabsorption als Lösung eines Anfangswertproblems zu formulieren, wie in [2] geschehen. Dazu muss das ursprüngliche Modell um zwei Kompartimente erweitert werden.

Blockdiagramm

to be done

Disclaimer

Es muss ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass es sich nur um ein mathematisches Modell handelt, das die realen Vorgänge im menschlichen Körper höchstens näherungsweise und in Teilen beschreiben kann. Die Simulationsergebnisse ähneln daher zwar klinischen Kurven qualitativ, müssen aber mit Vorsicht interpretiert werden und sind nicht geeignet, individuelle Behandlungsstrategien von ihnen abzuleiten (siehe Disclaimer). Wir übernehmen keinerlei Verantwortung für die Korrektheit der Ergebnisse oder Schäden irgendeiner Art, die aus der Verwendung des Simulators resultieren (siehe Lizenz).

Wissenschaftliche Quellen

[1] Hovorka, R.; Canonico, V.; Chassin, L. J.; Haueter, U.; Massi-Benedetti, M.; Federici, M. O.; Pieber, T. R.; Schaller, H. C., Schaupp, L.; Vering, T.; Wilinska, M. E.: Nonlinear model predictive control of glucose concentration in subjects with type 1 diabetes. Journal of Phyiological Measurement, Volume 25, 2004.

[2] Andersen, S. H.: Software for in Silico Testing of an Artificial Pancreas. Master’s Thesis at Technical University of Denmark. 2014.

UVA/Padova

Dieses Modell gleicht im Wesentlichen dem von Dalla Man et al. [3, 4]; seine Gleichungen liegen auch dem kommerziellen UVA/PADOVA Type 1 Diabetes Simulator (T1DMS) zugrunde.

Besonderheiten und Abweichungen

Für die Verdauungsgeschwindigkeit (kempt) werden in [3,4] unterschiedliche Modelle beschrieben. Der Einfachheit halber wurde anstelle der komplexen Berechnungsvorschriften provisorisch ein Mittelwert aus maximaler und minimaler Verdauungsgeschwindigkeit eingesetzt.
Die hepatische Glukoneogenese ([3], Gl. (4)) wurde nach oben und unten hin gedeckelt, um eine Singularität ([3], Gl. (5)) bei hohen Insulinkonzentrationen zu vermeiden.
Nicht in [3] beschrieben ist die in T1DMS enthaltene subkutane Insulin-Kinetik [4]; diese wurde [2] entnommen, einschließlich der zugehörigen Parameter.

Die voreingestellten Werte der Parameter entstammen der Spalte “Normal Value” in [3, Table 1] und beschreiben das Verhalten einer gesunden Person.

Blockdiagramm

Das folgende Schema visualisiert die im Modell enthaltenen Zustandsgrößen sowie die Wechselwirkungen zwischen ihnen:

Qsto1
Qsto1
Qsto2
Qsto2
kgri
meal
meal
Qgut
Qgut
kempt
Ra
Ra
kabs
I_
I_
XL
XL
ki
EGP
EGP
kp3
I
I
X
X
p2u
Uid
Uid
Vmx
Gp
Gp
Gt
Gt
kabsk2k1
Ip
Ip
Il
Il
RaI
RaI
Isc1
Isc1
Isc2
Isc2
kd
IIR
IIR
ka2ka1
G
G
kabsVm0kp2kp1
E
E
Uii
Uii
explanation
explanation
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Disclaimer

Es muss ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass es sich nur um ein mathematisches Modell handelt, das die realen Vorgänge im menschlichen Körper höchstens näherungsweise und in Teilen beschreiben kann. Die Simulationsergebnisse ähneln daher zwar klinischen Kurven qualitativ, müssen aber mit Vorsicht interpretiert werden und sind nicht geeignet, individuelle Behandlungsstrategien von ihnen abzuleiten (siehe Disclaimer). Wir übernehmen keinerlei Verantwortung für die Korrektheit der Ergebnisse oder Schäden irgendeiner Art, die aus der Verwendung des Simulators resultieren (siehe Lizenz).

Wissenschaftliche Quellen

[1] Dalla Man, Ch.; Camilleri, M.; Cobelli, C.: A System Model of Oral Glucose Absorption: Validation on Gold Standard Data. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Volume 53, Number 12, December 2006

[2] Dalla Man, Ch.; Raimondo, D.M.; Rizza, R. A.; Cobelli, C.: GIM, Simulation Software of Meal Glucose-Insulin Model. Journal of Diabetes Science and Technology, Volume 1, Issue 3, May 2007

[3] Dalla Man, C.; Rizza, R. A.; Cobelli, C.: Meal simulation model of the glucose-insulin system. IEEE Transactions on biomedical engineering, 54(10), 2007.

[4] Dalla Man, C.; Micheletto, F.; Lv, D.; Breton, M.; Kovatchev, B.; Cobelli, C.: The UVA/PADOVA Type 1 Diabetes Simulator: New Features. Journal of Diabetes Science and Technology, Volume 8, Issue 1, 2014.