شماره مدرك
21314
شماره راهنما
18244
پديد آورنده
المسافر، مصطفي
عنوان
بررسي اختلال گلوكز–انسولين در فنوتيپ‌هاي باليني ديابتي با استفاده از مدل برگمن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
بيوالكتريك
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
119ص
توصيفگر ها
هم‌ايستايي گلوكز–انسولين , مدل كمينه برگمن , حساسيت به انسولين , فنوتيپ‌هاي ديابتي , شبيه‌سازي درون‌سيليكويي , دوزگذاري فردمحور انسولين , مدت‌زمان قرارگيري در محدوده
تاريخ ورود اطلاعات
1405/07/17
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي پزشكي
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/07/21
كد ايرانداك
23260014
چكيده فارسي
مطالعات شبيه‌سازي پويايي گلوكز–انسولين تقريباً همواره بر اساس يك مجموعه پارامتر نماينده واحد يا جمعيتي كه از يك توزيع واحد استخراج شده است، انجام مي‌شوند. جمعيت واقعي افراد مبتلا به ديابت چنين وضعيتي ندارد. دو فرد با برچسب تشخيصي يكسان ممكن است از نظر ميزان پاسخ بافت‌هايشان به انسولين چندين برابر با يكديگر تفاوت داشته باشند و قاعده دوزگذاري‌اي كه براي يكي از آن‌ها مناسب است، ممكن است براي ديگري عملكرد مطلوبي نداشته باشد. اين پايان‌نامه بررسي مي‌كند كه وقتي اين ناهمگوني به‌جاي ميانگين‌گيري و حذف‌شدن از شبيه‌سازي، در مركز آن قرار گيرد، چه اتفاقي رخ مي‌دهد. دوازده فرد مجازي تعريف شدند كه پنج گروه باليني را پوشش مي‌دادند: اختلال در تنظيم گلوكز، ديابت نوع 1، ديابت خودايمني نهفته در بزرگسالان، ديابت بارداري و ديابت نوع 2. براي هر فرد، يك مجموعه پارامتر مربوط به مدل كمينه برگمن در نظر گرفته شد و حساسيت به انسولين و اثربخشي گلوكز بر اساس دامنه‌هاي گزارش‌شده در مطالعات منتشرشده تعيين شدند، نه بر اساس مقادير انتخاب‌شده صرفاً براي سهولت. حساسيت به انسولين در كل گروه شش برابر دامنه داشت و 1.0 تا 6.0 × 4-10 در دقيقه به ازاي هر µU/mL متغير بود. پيش از آنكه مدل در يك بازه زماني دو روزه رفتار منطقي و قابل‌قبولي داشته باشد، اعمال شش تغيير نسبت به صورت‌بندي كلاسيك آن ضروري بود؛ تمامي اين تغييرات به‌صراحت بيان و توجيه شده‌اند و در مدل پنهان نشده‌اند.
هر فرد به مدت 48 h تحت سه پروتكل انسولين هنگام وعده‌هاي غذايي شبيه‌سازي شد: تنها انسولين پايه، يك نسبت واحد كربوهيدرات براي كل جمعيت و نسبتي متناسب با ويژگي‌هاي فرد. پيامدها بر اساس مدت‌زمان قرارگيري در محدوده هدف باليني، ميزان انحراف از يك مرجع قند خون طبيعي و ميزان تطابق حسگر شبيه‌سازي‌شده با غلظت واقعي بررسي شدند. يك تحليل مونت‌كارلو شامل 1440 تكرار انجام شد تا مشخص شود نتايج تا چه اندازه در برابر تغييرات پارامترها پايدار باقي مي‌مانند.
متناسب‌كردن نسبت با ويژگي‌هاي فرد، تعداد بيماراني را كه به محدوده هدف باليني دست يافتند، از هشت نفر به نه نفر از دوازده نفر افزايش داد. اين بهبود به‌طور يكنواخت در ميان افراد توزيع نشد. در مواردي كه پاسخ‌دهي به انسولين حفظ شده بود، اصلاح نسبت كافي بود؛ اما در مواردي كه پاسخ‌دهي به‌طور قابل‌توجهي كاهش يافته بود، نسبت ديگر عامل محدودكننده اصلي نبود و مقدار كل انسولين تجويزشده جايگزين آن شد. تحليل عدم‌قطعيت اين يافته را به نتيجه‌اي ديگر نيز گسترش داد: گروه مقاوم به انسولين صرفاً كنترل ضعيف‌تري نداشت، بلكه به‌مراتب پيش‌بيني‌ناپذيرتر نيز بود و دامنه تغييرات پيامدهاي آن تقريباً پنج برابر گروه حساس به انسولين بود. چنين پيش‌بيني‌ناپذيري به‌خودي‌خود يك خطر باليني محسوب مي‌شود و در هر شبيه‌سازي‌اي كه تنها يك مسير قطعي را گزارش مي‌كند، قابل مشاهده نيست.
چكيده انگليسي
Simulation studies of glucose–insulin dynamics almost always run on a single representative parameter set, or on a population drawn from one distribution. Real diabetic populations are not like that. Two people carrying the same diagnostic label may differ several-fold in how strongly their tissues respond to insulin, and a dosing rule that serves one of them well may serve the other poorly. This thesis asks what happens when that heterogeneity is placed at the centre of the simulation rather than averaged out of it.
Twelve virtual individuals were specified, spanning five clinical categories: impaired glucose regulation, type 1 diabetes, latent autoimmune diabetes in adults, gestational diabetes, and type 2 diabetes. Each was described by a parameter set for the Bergman minimal model, with insulin sensitivity and glucose effectiveness assigned from published ranges rather than chosen for convenience. Insulin sensitivity across the cohort spans a factor of six, from 1.0 to 6.0 × 10⁻⁴ per minute per µU/mL. Six departures from the classical formulation were required before the model behaved sensibly over a two-day horizon; each is stated and justified rather than buried.
Every individual was simulated for 48 h under three mealtime insulin protocols: basal insulin only, a single population-wide carbohydrate ratio, and a ratio matched to the individual. Outcomes were assessed by time within the clinical target range, by departure from a euglycaemic reference, and by agreement between the simulated sensor and the underlying concentration. A Monte Carlo analysis of 1440 replicates tested how far the conclusions survive perturbation of the parameters themselves.
Matching the ratio to the individual raised the number of patients meeting the clinical target from eight to nine of twelve. The gain was not evenly distributed. Where responsiveness was preserved, correcting the ratio was sufficient; where it was markedly reduced, the ratio ceased to be the binding constraint and the total delivered dose took its place. The uncertainty analysis sharpened this into a second finding: the insulin-resistant group was not merely worse controlled but far less predictable, its outcome spread roughly five times wider than that of the sensitive group. Unpredictability of this kind is a clinical risk in its own right, and it is invisible to any simulation that reports a single deterministic trajectory.
استاد راهنما
جعفر قيصري
استاد داور
امير اخوان بي تقصير , احسان روحاني