Naujas lankstus plug and play sistemą modeliuoti, imituoti, ir prognozuoja, skrandžio ištuštinimą

Naujas lankstus Plug and Play schemą modeliavimas, imitavimas, ir prognozuoja, skrandžio ištuštinimą
SANTRAUKA
faktai
silico modelių, kurie bando fiksuoti ir aprašyti fiziologinį elgesį biologinių organizmų, įskaitant žmones, yra iš esmės sudėtingas ir daug laiko kurti ir modeliuoti iš kompiuterio aplinkoje. Išsamumo aprašymas įtrauktas į modelį lygis priklauso nuo sistemos elgesio žinių tame lygyje. Šios žinios yra surinkta iš literatūros ir /ar pagerinti žinių, gautų iš naujų eksperimentų. Taigi modelis plėtra yra kartotinis vystymosi procedūra. Šio darbo tikslas yra apibūdinti naują Plug and Play "schemą, kuri siūlo daugiau lankstumo ir paprastumą naudoti modeliavimui ir imituoti fiziologinį elgesį biologinių organizmų.
Metodai
Ši schema reikalauja modeliuotojas (vartotojo) Pirmas tiekti į sąveikaujančių komponentų ir eksperimentinių duomenų struktūrą lentelių formatu. Dėl to komponentų, aprašytų matematiniu forma, taip pat pateikta modeliuotojas elgesį, turi išorinį susijęs modeliavimo metu. Iš Plug and Play schemos modeliavimo privalumas yra tai, kad reikia mažiau programavimo pastangų ir gali būti greitai prisitaikė prie naujesnių modeliavimo reikalavimus, o taip pat paruoštų dirvą dinaminis modelis pastate.
Rezultatai
Kaip iliustracija, popieriaus modelius skrandžio ištuštinimo elgesio dinamika patyrę žmonės. Lankstumas prisitaikyti modelį prognozuoti skrandžio ištuštinimą elgesį pagal įvairaus tipų maistinių medžiagų infuzijos žarnyne (klubinės žarnos) yra įrodytas. Prognozės buvo patikrinti su žmogaus įsikišimo tyrimas. buvo rastas prognozuojant pusę ištuštinimo laiką klaida negali būti mažesnis kaip 6%.
Išvados
Naujas plug-and-play sistemą biologinių sistemų modeliavimui buvo sukurtas, kad leidžia keisti sumodeliuotą struktūrą ir riboto programavimo pastangų, atsiribotų biologinę sistemą į mažesnes posistemes tinklo nepriklausomą elgesį. Į naują sistemą, modeliavimo ir imitavimo tampa automatiniu skaitymo ir vykdomąjį užduotį.
Raktiniai žodžiai
Modeling skrandžio ištuštinimą funkcinių modulių grįžtamojo ryšio Įvadas
biologinių sistemų analizę su hipotezių po ranka rinkinys yra cikliškas procesas kad prasideda eksperimentinio projektavimo, duomenų įsigijimą, duomenų analizės, duomenų ar hipotezių varomas modeliavimo, imitavimo, ir analizės [1, 2]. Per kiekvieną ciklą, (dalis) biologinio sistemos aprašymas yra rafinuotas arba pagerinti arba likvidavimo ir hipotezę. Tai reiškia, kad biologinių sistemų analizės, duomenų /hipotezė varomas modelis nuolat keičiasi.
Dauguma sistemų biologija modeliavimo įrankiai reikalauti, kad vartotojas rankiniu būdu nurodyti kompiuterį per remiamų programavimo įrankiai pasiekti modeliavimo ir imitavimo tikslus [3- 5]. Tokia užduotis apima programiškai aprašyti biologinius komponentus, susijusius perdavimo funkcijas ir interaktyvų elgesį tarp komponentų. Yra keletas šiuolaikinių sistemų biologija modeliavimo priemones, pavyzdžiui, Simbiology [6] ir PhysioDesigner [7], kad pateikti vartotojui grafinių papildų pasiimti dažniausiai naudojami biologiškai svarbius komponentus ir jungtys iš įrankių paletės ir įdėkite juos per modelis pastato aplinką. Nepaisant to, funkciniai aprašymai visų komponentų ir jų tarpusavio sąsajas dar reikia programiniu aprašyta. Taigi, pilnas kartotinis sistemų biologija modeliavimo ciklas praktikoje dažnai tampa labai nelengvas uždavinys. Didelė skalė supaprastinimas modeliavimo galima pasiekti, jei programavimo funkcinę elgseną komponentu galima išvengti, o užduotis pakeičiama integruojant padalinius iš anksto užprogramuotą perdavimo funkcinių elementų.
Kiekvienas sub-fiziologinė subjektą, pavyzdžiui, organų arba audinių gali būti laikomi turinčiais gerai nurodytą funkcinę elgseną apibrėžta atsižvelgiant į jos įėjimo ir išėjimo. Iš biologinėje sistemoje elgesys yra integruota elgesys šių sub-fiziologinių subjektų darbo sutartinai. Taigi iš fiziologinės požiūriu, integruojant padalinius iš anksto užprogramuotą perdavimo funkcinių elementų suvokti biologinio komponento ar biologinės sistemos, kaip visumos funkcionalumą, matyt aktualus.
Šiame darbe aprašomas tinkamas sąlygas biologinių sistemų modeliavimas ir imitavimas, kad mažina perprogramuoti pastangų paprastai siejamas su pokyčiais eksperimentinio projektavimo ir modeliavimo. Siekiant įrodyti, kad siūlomos modeliavimas ir imitavimas aplinkos ir jos lankstumo prisitaikyti eksperimentinius pakeitimus darbo, skrandžio ištuštinimą elgesys pastebėtas žmonėms buvo modeliuojama. Iš skrandžio ištuštinimo reguliavimas sudaro labai svarbų vaidmenį sudėtingame procese maistą reglamentą, kuris yra aktyvus mokslinių tyrimų sritis [8-10]. Skirtingų tipų ląstelių, hormonai, receptoriai ir nervinio signalai visi veikti vienu metu, tai šioje sistemoje. Ji yra šiuo metu iš esmės aišku, kaip signalai, atsirandantys iš skirtingų dalių žarnyno veikti kartu grįžtamojo ryšio būdu per centrinę nervų sistemą, siekiant reguliuoti miltai ėmiklis. Siūloma modeliavimo metodas galėtų būti naudinga leisti mokslininkams greitai ir lengvai statyti modelio variantus ir nuspręsti, kuris iš jų siūlo labiausiai nuosekliai aiškinti eksperimentiniais duomenimis. Todėl tyrimą, kuriuo siekiama daryti poveikį skrandžio ištuštinimą žarnyno infuzijos maistinių medžiagų buvo pasirinktas įrodymas-of-koncepcijos pavyzdys. Šio modelio apskaičiuotos iš surinktų iš kontrolinės grupės tiriamųjų eksperimentinių duomenų parametrai buvo naudojami prognozuoti skrandžio ištuštinimą norma intervencijos grupėje, kuri gavo klubinėje žarnoje maistinės infuzijos.
Projektavimo ir programinės įrangos aplinkos
iš biologinėje sistemoje modeliuotojas perspektyvos kas nori atleidimą nuo perprogramuoti pastangų, susijusių su eksperimentiniais ir modeliavimo pokyčius per tam tikrą laiką, modeliavimo ir imitavimo aplinka turi leisti vartotojui nustatyti sub-fiziologinė subjektus dalyvaujančius biologinės sistemos modeliuojamas kartu su savo įvesties /išvažiavimo santykius bet paprastas ir lengvai modifikuojamas formatu. Vartotojas taip pat turėtų galėti teikti modeliavimas ir imitavimas aplinką surinktus ar tiekia sistemos lygmeniu arba sub-fiziologinių subjektų lygių eksperimentiniais duomenimis. Taip pat, atsižvelgiant į modelio specifikacijas ir pvz susijęs eksperimentinius duomenis kaip indėlį į teksto formatą, modeliavimo ir imitavimo aplinka turėtų automatiškai statyti modelį ir imituoti modeliuojama behavior.A programinės įrangos architektūrą gali patenkinti reikalavimus pirmiau nurodytus iliustruoja 1 pav Centrinė šios architektūros yra bendrinis modeliavimas ir imitavimas sistema kuri apima modelio statybininkas, modelis simuliatorius, ir sudedamoji funkcija biblioteką. Modelis statybininkas ir simuliatorius yra skompilowanymi vykdomąjį. Modeliavimo dinamiškai įkelia komponentų funkcija biblioteką per modeliavimo laiką. Vartotojas tiekia modelio specifikacijos ir eksperimentinius duomenis į bendrojo modeliavimas ir imitavimas sistemą per modelio specifikacijos ir duomenų failą iš anksto formatu. Modelis statybininkas suvokia modelio specifikacijos bylą ir konstruoja modelį, kaip nurodyta vartotojas. Modeliavimo įkelia sukonstruotą modelį ir kartu su komponento funkcija bibliotekoje imituoja sumodeliuotą su atitinkamomis modeliavimo duomenis. Šie poskyriai teiks išsamius aprašymus modelio statybininkas, modelio treniruoklį, komponento funkcija bibliotekoje ir modelio specifikacijos ir duomenų failą. 1 pav Generic modeliavimas ir imitavimas sistemą.
Modelis statybininkas
Biologinis sistema modeliavimo tikslais gali būti laikomas nepriklausomų posistemių-fiziologinė institucijomis, kurios dirba sutartinai pasiekti tam tikrus biologinius tikslus surinkimas. Norėdami modeliuoti tokį biologinėje sistemoje elgesį, tai yra patogu pasirinkti abstrakciją, kuri atstovauja kiekvieno subfondo fiziologinis subjektą kaip nepriklausomas komponentas, kad kartu su kitomis sudedamosiomis suformuoti komponentų tinklą. Toks tinklas, naudojamas modeliuoti sistemą yra tada komponentas pagrįstas sistemos modelis.
Bazinis vienetas komponentiniu pagrįstas sistemos modelio yra komponentas su tam tikru skaičiumi įėjimai ir išėjimai. Šie įėjimai ir išėjimai yra susiję matematinę funkciją. Struktūrinis specifikacija
nors komponento Taigi apibrėžiamas kaip komponento kartu su jos įėjimo ir išėjimo pavadinimu, o funkcinė specifikacija
nors komponento yra apibrėžiama kaip matematinis ryšys tarp jos įėjimo ir išėjimo. Šio modelio statybininkas funkcija yra pastatyti komponentas pagrįstas sistemas modelį, atsižvelgiant į struktūrinius ir funkcinius specifikacija komponentų, sudarančių modeliuojama biologinę sistemą.
Modelis simuliatorius
modelio treniruoklį imituoja komponentas pagrįstas sistemos modelį iš anksto numeriu modeliavimo ciklų. Komponentas sistemos modelis su įvestys yra sakoma, kad būti preliminariai apskaičiuota iš anksto nustatytą skaičių modeliavimo ciklų, jei kiekvienas komponentas galingumas yra įvertinami kiekvieno modeliavimo ciklą. Tam tikras modeliavimo ciklas sakė pildyti, jei kiekvienas komponentas išėjimai buvo įvertintos tos simuliacijos cycle.The Modelis statybininkas stato komponento pagrįstas sistemos modelį tokiu būdu, kad bet koks papildymas arba išbraukimas iš sudedamųjų dalių, jei reikia, visada galima ne užbaigimas modeliavimo ciklą. Kad būtų aiškiau, šios statybos hipotetinę komponentų remiantis sistemos modelį su 3 komponentų, būtent, C1, C2 ir C3 ir atitinkamų jungčių A, B, C ir D tarp komponentų yra parodyta 2a pav. Naudojami kitokie Vaizdinis, kad tos pačios struktūrinės modelio pavaizduotas 2b pav. Du vizualiai atstovaujama sistemos modeliai yra ne skiriasi viena nuo kitos išskyrus tai, kad pastarasis kraštų (jungtys), jungiantis sudedamosios dalys yra atstovaujama kaip informacijos pateikimo kanalus ir kiekvienas komponentas yra prijungtas prie vieno iš daugiau iš informacijos kanalų. Toks atstovavimas intuityviai atitinka fiziologinį situaciją organų sujungtų kraujagyslių ir /ar nervų kanalus. Kiekviename imitavimo ciklas šiuo metu galima rasti informacijos kanalo duomenys arba skaityti komponentų sąnaudų (jungiamas į dabartinę modeliavimo ciklą) arba raštu į informacijos kanalo nuo komponentų (šiuo metu turimų) išėjimai. Duomenys bus įrašyti ir nuskaityti tik tų komponentų, susijusių su informacijos kanalas dabartinės modeliavimo ciklą. Šis modelis statybos ir modeliavimas funkcija leidžia bet modelio komponentai, kurie turi būti pridedami arba ištrintas iš sistemos modelio modeliavimo atitinkamus kontrolės struktūrų metu. 2 pav Pavyzdys sistemos modelis. (A) struktūrinė modelio aprašymas pavyzdys sistemos modelio. (B) Analogiškai vaizdinis struktūrinio modelio.
Sudėtinės funkcija biblioteka
komponento funkcija bibliotekoje yra funkcinę specifikaciją (t, matematinis santykis tarp sąnaudų ir rezultatų pavadinimus) kiekvieno komponento į komponento sistemos modelį sudarantys. Nuo treniruoklio buvo užprogramuotas taip, kad imituoti laiku modelį, funkcinė specifikacija sudedamųjų dalių aprašyta kaip funkcijos laiko taip pat. Funkcinė specifikacija šių sudedamųjų dalių turi būti apibrėžta vartotojui ir atnaujintas komponento funkcija bibliotekoje.
Modelis specifikacija ir eksperimentinės duomenų failas
modelio specifikacija ir eksperimentinių duomenų bylą pateikta vartotojui yra dvi informacijos. Pirmasis yra struktūrinis specifikacija sudarančių sudedamųjų dalių sistemos modelį ir antra yra eksperimentinių duomenų, susijusių su atliktų sistemos eksperimentams. Sudedamųjų dalių ir atitinkamų įėjimai ir išėjimai vardas yra eilutė-protingas lentelėse. Be to, kuriant komponento produkcijos pavadinimas yra tokia pati kaip ir kita sudedamoji dalis, jeigu abi yra prijungtas ir yra kitoks, jei jie nėra prijungti įvesties. Papildomas stulpelis "Prijunkite", yra ir turi vertę arba "Taip" arba "Ne", kuri jungia arba atjungia įvadų /išvadų dėl atitinkamų komponentų. Šis stulpelis yra įtraukta pristatyti papildomą lankstumą bendrauti arba atsieti atitinkamą ryšį tarp komponentų.
Dėl hipotetinę sistemos modelio anksčiau pavaizduotoje 2a paveiksle, komponentai, C1, C2, C3, yra eilutė-protingas lentelėse lentelėje 1. komponento, C1, įėjimas yra, A ir d, ir produkcija yra B, kuris tada yra įvesties į komponento, C2. Už kitų komponentų aprašymai yra panašūs. Atkreipkite dėmesį, kad įėjimas, C nuo komponentų C3 buvo atjungtas įvesdami "Ne" skiltyje "Connect". Eksperimentinių duomenų yra laiko atžvilgiu lentelėse tuo kiekvienam įvesties ir sudedamosios dalies išėjimo iš eilės. Pavyzdžiui, įėjimo A, kad komponento C1 laiku 0, yra 20 vienetų ir lieka nulis už tą laiko dalį, (5-30) poilsio. Įrašai yra tuščias, jei eksperimentiniai duomenys nėra available.Table 1 pavyzdys modelio specifikacijos failą struktūrinio modelio aprašymas modelio 2 paveiksle
rezultatai
skrandžio ištuštinimą, kartu su žarnyno peristaltiką, sekrecijos virškinimo fermentų ir peptidų hormonai yra svarbūs fiziologiniai procesai, susiję su valgio virškinimo procesą [11, 12] Reglamentas. Skrandžio išsituštinimo yra fiziologinis procesas, kurio metu skrandžio bus palaipsniui ištuštinti savo turinį į plonąją žarną. Turinys bus tada stimuliuoti kelių hormonų (CCK, PYY, GPP-1 ir tt) žarnyno gleivinę, kuri sukelia grįžtamojo ryšio signalus per įvairių nerviniais takais spaudai. Viena iš šių nerviniais takais veikia kaip grįžtamąjį ryšį su paties skrandžio ištuštinimo proceso. Klaidžiojantys Centripetāls kelias prasideda nuo žarnyne ir baigiasi Branduolio Tractus Solitarius (NTS) centrinės nervų sistemos [13]. Atsakas arba neigiamas grįžtamasis ryšys kyla iš centrinės nervų sistemos per tą pasireikšti klajoklio nervo dirginimo efferents ir nutraukia tose vietose, įskaitant skrandžio ir sulėtina jų ištuštinimo normą skrandžio [14].
Keliais tyrimais buvo įrodyta, kad klubinės žarnos infuzijos maistinių medžiagų rezultatai vėlavimo skrandžio ištuštinimo ir plonosios žarnos tranzito laiką ir sustiprinto išleidimo virškinimo hormonų. Tiria šio vadinamosios klubinės žarnos stabdžių įjungimo mechanizmą yra potencialios svarbos funkcinių maisto produktų, kad išlaisvinti maistinių medžiagų distalinės dalies plonosiose žarnose vystymosi. Be to, Maljaars ir kt. [12] parodė, kad klubinės žarnos infuzijos lipidų (dygminų aliejus) atsirado stipresnis žarnyno stabdžių poveikio, lyginant su duodenual infuzijos būdu. Skrandžio ištuštinimą buvo gerokai vėluoja klubinėje žarnoje infuzijos, palyginti su dvylikapirštės žarnos infuzijos (206 minutės vs 138 min) [12]. Daugybė modelių buvo pranešta apie literatūrą, galinti imituoti ar prognozuoti skrandžio išsituštinimą žmonėms [14-16]. Tačiau, daugumoje šių modelių tik skrandžio ir žarnyno, buvo laikomi dalyvaujančių komponentų [17]. Pilnas grįžtamojo ryšio iš skrandžio ištuštinimą procese ty įtraukiant laipsniškai išlaisvinti maistinių medžiagų iš skrandžio ir vėliau išleisti hormonų, kurie sukelia nervinius signalus iš virškinimo trakto, kurios poveikis tolesnio spaudai maisto iš skrandžio (taip pat suvartojamų naują maisto) į grįžtamojo ryšio schema per centrinę nervų sistemą nebuvo visapusiškai atsižvelgiama. Be to, modeliavimo ir imitavimo schemos, kaip nurodyta šių leidinių, įtraukti griežtas perprogramuoti priemonių atveju turi būti iš naujo sukurtas eksperimentas.
Siekiant parodyti sudėtinės modeliavimas procesą per siūlomą modeliavimo ir imitavimo aplinka, šie skyriai aptars skrandžio ištuštinimą modeliavimas ir imitavimas procesą su minimaliu komponentų rinkinio. Prognozavimo pajėgumus pastatyto sistemų modelį bus ištirtas atitinkamais eksperimentų, atliktų su sveikais savanoriais.
Modeliavimas skrandžio ištuštinimo elgesys
statyti sistema lygis skrandžio ištuštinimą modelį, struktūrinį specifikaciją visų komponentų, sudarančių modelį kartu su eksperimentiniai duomenys bus aprašyta modelio specifikacijos ir duomenų failą. Funkcinė specifikacija komponentų bus įtraukta į komponento funkcija bibliotekoje. Sukonstruotas skrandžio ištuštinimą modelis kartu su komponento funkcija biblioteka ir nurodytų modelio specifikacijos ir duomenų failą eksperimentinių duomenų, bus imituojamas įvertinti modelio parametrus. Praktikoje šis modelis naudojamas atsakyti į konkretų mokslinį klausimą. t.y. "Kaip veikia maisto medžiagų X įtakos skrandžio išsituštinimą Y?"
struktūrinės specifikacijos
2 lentelė rodo, kad struktūrinis specifikacijos ir duomenų failą skrandžio ištuštinimo modelio turinį. Schematiškas struktūrinio modelio parodyta 3 paveiksle komponentų, kurie sudaro struktūrinį modelį yra skrandžio, žarnų (GI), ir centrinė nervų sistema (CNS). NUT_INP (maistinės medžiagos), yra indėlis į komponento skrandį. Kitas įėjimas, IR_VE (žarnyno Atsakymas - nervo klajoklio Efferents), yra grįžtamasis ryšys iš CNS. Priežastis, kodėl išėjimo ir skrandžio įėjimas yra derinami ir dažniausiai vadinama NUT_INP taps aišku, kai funkcinis modelis skrandis yra aprašyta. Kitas produkcija skrandžio, VERŽLĖ (maitinimo) yra įėjimas į kitą komponentą žarnose. Išorinis įvesties VERŽLĖ susieta su žarnyne įėjimo yra infuzinis įvesties, kuri gali moduliuoti skrandžio ištuštinimą reiškinius. Į eksperimento nustatymą, tai infuzinis tirpalas yra sulašinamas per kateterį, įdėtos į virškinimo trakto (VT) trakto, su kateterio galiuko, įtaisytu toje distalinio plonosiose žarnose (klubinės žarnos). Iš žarnyno IR_VA (žarnyno atsakas - nervo klajoklio aferentinius) produkcija yra įėjimas į kitą komponentą CNS. Iš CNS, IR_VE produkcija, kaip paaiškinta anksčiau, yra atsiliepimai, kad komponento Stomach.Table 2 3 pav diagramų atstovavimą struktūrinio modelio skrandžio ištuštinimą, pavyzdžiui. Viesbutis The eksperimentinių duomenų segmentas struktūrinio modelio byloje yra duomenų apie kiekvienu laiko momentu, kurios arba yra išorinių įvesties verčių prie sistemos modelis ar eksperimentiškai išmatuotos vertės esant komponentų, sudarančių sistemą rezultatų. Į skrandžio modelio Pavyzdžiui išorinė įvestis tiekiamas ne NUT_INP į formos įprastinius pusryčius valgio [18] metu '0' min (išreikštas kaip kaloringumą standartizuoto pusryčiai), ir infuzijos išorinės išvesties veržlę tuo metu, "30 "min iki" 120 "min su 5 minučių žingsniais (išreikšta kaloringumą už 5 min komplekte). Įvesties /išvesties verčių poilsio visų komponentų tarpusavio laiku "0" ir "240" su laiko žingsnio '5' min arba nebuvo matuojamas, ar ne dabartinė, todėl paliktas tuščias.
Funkcinė specifikacija
dinamika skrandžio išsituštinimo yra funkciškai aprašyta komponento skrandį. Žarnyno atsiliepimai reguliuojant skrandžio ištuštinimą, funkciškai įgyvendinama kaip stabdžių mechanizmą, kuris lėtina skrandžio ištuštinimą greičio konstantą. Komponentų žarnos ir CNS, o ne detaliai fiziologinio modelio, pilkos dėžutės modelis su minimaliomis funkcinių elementų ir susijusių parametrų buvo pasirinktas. Funkcinis modelis aprašymai kiekvieno komponento sudarantys skrandžio ištuštinimą modelis yra aprašyti tolesniuose poskyriuose ir susijusių parametrų būti įvertintas per modelio kalibravimo rodomi lentelė 3.Table 3 parametrų apibrėžimai
Parametro pavadinimas

parametras
vienetai
Vertė
skrandžio ištuštinimą greičio konstanta
K
m
aš
N
-1
būti įvertintas
išcentriniai signalo ribos
THD
dimensijos
būti įvertintas
IR perdavimo greitis pastovus
IR_TR
El
-1
būti įvertintas
in vivo slopinimo koeficientas pastovus
INV_DR
m
aš
N
-1
būti įvertintas
kalorijų klasės
CAL_GRD
dimensijos pervežimas 0,6
laikas esant maksimaliai amplitudės
T_MAX
minutės pervežimas 10
Perkelkite pastovų
TRF_K
nedimensinį
1
Break pastovų procentą
BRK
dimensijos
3
skrandžio
komponento skrandžio turi du įėjimus: N
U
T
_i
N.
P parsisiųsti ir aš
r
_V
El
, du išėjimai: Nut
ir N
U
T
_i
N.
P
. Pradiniam kalorijų įvesties N
U
T
_i
N.
P
(0), kalorijų įvesties N.
U
T
_i
N.
P
(T
) lieka vienu metu t
skrandžio aprašyta 1 lygtis, kur t yra minutėmis laiko, k yra skrandžio ištuštinimo greičio konstanta už minučių ir b yra ekstrapoliuotą Y ašyje iš terminalo dalis ištuštinimo kreivės [15]. NUT_INP (
T
)
=
NUT_INP (
0
)
*
1
- CR.LT 1
- CR.LT El
- CR.LT K
*
T
b
(1) perrašyti 1 lygtis į skirtumas lygtis formos rezultatus lygtimi 2, kur n
U
T
(T
+ Δ
T
) yra kalorijų pašalinti iš skrandžio į esant t
+ Δ
T parsisiųsti ir Δ
T
yra modeliavimas intervalas. VERŽLĖ (
T
+
Δt
)
=
NUT_INP (
T
+
Δt
)
- CR.LT NUT_INP (
T
)
=
f
(
T
)
*
Δt
*
CAL_GRD
(2), kur f
(
T
)
=
NUT_INP (
0
)
*
b
*
K
*
1
- CR.LT El
- CR.LT K
*
T
b
- CR.LT 1
*
e
K
*
T
ir CAL_GRD yra kalorijų laipsnio vertė apibrėžiama kaip procentinio kalorijų įvesties sugeria žarnyne. Darant prielaidą, kad vienodai paskirstyti ir įsisavinamų kalorijų palei žarnyne, kalorijų dalis absorbuojama klubinės žarnos gali būti nustatoma aproksimacijos būdu procentas paviršiaus ploto klubinės žarnos. Bendras ilgis dvylikapirštės žarnos, tuščiosios ir klubinės žarnos yra 25, 260, 395 cm [19]. Darant prielaidą, kad pastovaus spindulio žarnyne, procentinis plotas klubinės žarnos yra 60% ir tokiu būdu vertės 0,6 buvo pasirinktas CAL_GRD [20].
Modelio, skrandžio ištuštinimo greičio konstanta K yra sumažinamas tokiu procentu BRK , ant kiekvienu atveju, kad žarnyno reakcija išcentriniai perdavimo funkcija sgmd
viršija fiksuoto slenksčio nuolat THD (išcentriniai signalo slenksčio konstanta). Žarnyno reakcija išcentriniai perdavimo funkcija sgmd
apibrėžiamas lygtimi 3. B vertė 1 lygtis yra apskaičiuojamas kaip b
= e
K
* t
_L

G
iš k tikrą vertę, T
_L

G
, pradinis vėlavimas skrandžio ištuštinimą [15]. sgmd (
T
)
=
2
/
(
1
+
El
- CR.LT IR_TR *
IR_VE (
T
)
)
- CR.LT 1

(3), kur aš
R
_T
R
yra žarnyno perdavimo greitis pastovus, ir aš
R
_V
El
yra žarnyno nervo klajoklio išcentriniai atsakymas CNS.
rasti tinkamą vertę BRK, mes laikoma, kad modelis būtų įvertintas laiko 1 minutę rezoliucijos, todėl sistema vykdyti maksimaliu 1 nutraukusi per minutę. Be to, dėl maistinių medžiagų sukeltos variacijos skrandžio diapazone ištuštinimo pusę laiko, mes priėmėme kaip nuoroda duomenimis Robertson et al. [21], rodo, kad pridedant N-6 polinesočiųjų riebiųjų rūgščių (PNRR), palyginti su n-3 PNRR į valgį gali sukelti skrandžio pusę ištuštinimo metu padidėjo nuo 155 iki 237 minučių. Mes tada reikalaujama, kad 15 iš eilės pertrauka įvykiai pakakti padidinti Thalf nuo 155 iki 237 minučių, kad būtų galima žymiai sumažinti skrandžio išsituštinimą gerai per infuzijos per 90 minučių dirbančių eksperimento trukmę. Tai lėmė, kad vertė 0,03 arba 3% BRK (ty 155 * 1,03 15≈237)
Žarnyno
komponento žarnyne turi įvestis:. NUT parsisiųsti ir išvesties Aš
R
_V

. Žarnyno nervo klajoklio įcentrinis atsakas Aš
R
_V

(T
+ Δ
T
) laiko momentu t yra savavališkai pasirinko spiralinius nervo klajoklio įcentrinis atsakas E ( ) vienetus į žarnyno kalorijų įėjimo nuo 0 iki t, kaip parodyta lygtimi 4. IR_VA (
T
+
Δt
)
=
Σ
Aš
=
0
T
/
Δt

*
(
T
- CR.LT (
Δt
*
Aš
)
)
b
*
e
- CR.LT c
*
(
T
- CR.LT (
Δt
*
Aš
)
)
(4) jeigu
= N
U
T
(Δ
T
* i
) * (c
* El
/b
) b
, The in vivo (žarnyno nervo klajoklio įcentrinis atsakas) slopinimo koeficientas konstanta c
= Aš
N
V
_d
R
, ir b
= T
_M

X
* c
, kur T_MAX yra tas laikas, kai žarnyno nervo klajoklio įcentrinis atsakas į žarnyno įėjimo yra maksimalus. Pasirinkti reikšmę, skirtą T_MAX mes buvo laikas į didžiausio jautrio hormono labiausiai susijęs su reguliavimo skrandžio ištuštinimo norma, t.y. CCK, kaip nuoroda. Šį kartą buvo perskaitytas iš vienos paveiksle [22], kaip 10 minučių
CNS
komponento CNS turi įėjimą. Aš
R
_V
parsisiųsti ir išėjimo aš
R
_V
El
. Išcentriniai atsakas į CNS, aš
R
_V
El
į įcentrinis įvesties Aš
R
_V

apibrėžiama lygtimi 5. IR_VE (
T
+
Δt
)
=
TRF_K *
IR_VA (
T
)
(5) Kadangi mes negalėjome rasti kiekybinius duomenis apie gut-smegenų įcentrinis-to-išcentriniai nervinio signalo perdavime, mes prielaidą, tiesioginis proporcingas vienetų pervedimo (TRF_K = 1) paprastumo sumetimais.
skrandžio ištuštinimą protokolą ir modelio kalibravimą
eksperimento protokolu kalibravimo ir prognozuoti skrandžio ištuštinimo modelis po pagrindinius aprašytas [23] su nežymiais pakeitimais principus. Laiko momentu t = 0 min, standartinis kietas miltai buvo suvartojama savanorio a. 13C oktano rūgšties buvo įtraukta į standartinių pusryčių valgymo matuoti skrandžio ištuštinimą norma. Nors 13
CO 2
kvėpavimo testas nėra tiesiogiai išmatuoti skrandžio ištuštinimą, tai buvo įrodyta, kad gerai koreliuoja su aukso standartas scintigrafija keliuose tyrimuose. Tačiau, nė vienas iš įvairių naudojamais modeliais išgauti Thalf vertes iš išmatuoto 13C sodrinimo duomenų buvo parodyta, kad būtų visuotinai tinka visų įvairių programų bandymo. Dėl išsamios diskusijos, skaitytojas nurodyta [24]. Metodika yra pagrįsta tvirtu saugojimo 13C-oktano rūgšties, esančios kietosios fazės standartinio bandymo miltų per jo praėjimą per skrandžio aplinkos, o po to greitai suirimo kietosios fazės į dvylikapirštės žarnos su vėlesnio absorbcijos 13C oktano rūgštis ir kepenų oksiduotis 13
CO 2
, kuris iškvepiamas į kvėpavimą. Įrodyta, kad po skrandžio metabolizmas (absorbcija 13C oktano rūgšties, kepenų metabolizmo iki 13
CO 2 parsisiųsti ir ekskrecija per kvėpavimas) yra panašūs, todėl mažiau įtakingi, tarp asmenų [16]
kai T = 30 min, tirpalo sudėtyje yra arba fiziologiniu tirpalu (placebo grupėje) arba dygminų aliejus (SO) buvo suleidžiama į klubinės žarnos. Perfuzijos buvo atlikta su siurblio prijungtas prie nasoileal vamzdžio. Infuzija trunka 90 minučių (t iki t = 120 min) laikotarpiu po 1 ml /min greičiu. Kvėpavimas mėginiai buvo imami iš šių laikotarpių kiekis; 15 minučių prieš valgį ir 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 180, 210 ir 240 minučių po standartinio pusryčiai valgio. Iš kiekvienos iškvėpto oro mėginius buvo matuojamas procentais dozė /h 13C iškvepiamame. Thalf ir TLag buvo skaičiuojamas iš 13C matavimus [25, 26] procentinio dozės /h.
Kai tikrinimo 13C iškvepiamo oro testo duomenis susidūrėme su dideliu inter-ir viduje individualios variacijos kad Thalf vertės įvertintas pagal 13C sodrinimo vertybių. Dėl šios priežasties mes susilaikė nuo suporuotas bandymo analizę, o paėmė gyventojų pagrįstą požiūrį. Mes ėmėsi modelio nuspėjimo pajėgumų testą naudojant 3 skirtingų atrankas į 13C duomenimis, taip, S1: Visas duomenų rinkinys; S2: duomenys rinkinys, iš kurio visi kreivės kurie parodė vieną ar daugiau atvejų atsiradimo neigiamas 13C sodrinimo vertės buvo išmesti; S3: duomenų rinkinys, iš kurio visi kreivės klasifikuojami kaip išskirčių remiantis Chi kvadratu kriterijus buvo išmesti. Matuojamojo dydžio vertėmis buvo klasifikuojamas kaip išskirčių, jei Chi-kvadrato balas ( χ
Aš
2
=
(
x
Aš
- CR.LT x
̄
)
2
/
-ai
2
), kur x
i
yra 13C iškvepiamo oro testu matavimus reiškia i
T
val
objektas, x
̄
yra bendras vidurkis 13C kvėpavimo testas matavimų ir s yra standartinis nuokrypis, buvo didesnis nei 1. atrankos S1 labiausiai išbaigtas, tačiau turi trūkumą, kad didelis tarp atskirų individų skirtumai gali užtemdyti gydymo poveikį ir taip sumažinti reikšmę, kuri gali būti susijęs su modelio prognozavimo pajėgumų bandymai. Atrankos S2 turėtų mažiau kentėti nuo šios problemos, tuo pat metu išlaikant daugiau duomenų. Atrankos S3 gali būti laikomas griežčiausios mūsų modelis testavimo tikslais. Taigi, mes sutelkti dėmesį į rezultatus, gautus duomenis atrankos S3 ir pareikšti rezultatus su duomenų selekcijos S1 ir S2 tik palyginimui.
Kalibravimo etape, buvo apskaičiuota, kad skrandžio ištuštinimą modelio parametrai parodyta 3 lentelėje. Placebo grupėje duomenų atrankos S3 papildomas 13C matavimai (Dozė /val [% 13C]) iš savanorių 1, 6, 13, 14, 15, 16, 17, ir 18 (Duomenų nėra kaip priedas prie rankraštis Papildoma failą 1), atitinkančio placebo infuzijos buvo pasirinktas siekiant įvertinti% 13C kreivė konstantas (a, b, c, y
= a
t
b
e
-c
T
[25]), iš kurių pusę ištuštinti laikas (t
O

L
f
P
B
) ir atsilieka laikas (t
l

g
P
B
) už placebo infuzijos buvo apskaičiuojamas įrengiant vieno kreivė visiems duomenims, (populiacija modelis). Tuomet skrandžio empyting modelio parametrai buvo įvertinti imituojant modelį su eksperimentiniais pirkimo sąlygas, atitinkančias placebo infuzijos ir optimizuota naudojant netiesinės mažiausių kvadratų montavimo tvarka, pagal parametrus, kad sukelti skrandžio ištuštinimo kreivę pusė ištuštinti laiką, ir laiko tarpas, lygus, T
o

L
f
P
B
ir T
l

g
P
B
, atitinkamai.

• Apsauginės poveikis yra virškinimo trakto agentas, turintis Korėjos Red Ginseng skrandžio opos modelių mice
• Pancreaticogastrostomy gryno laparoskopinės pancreaticoduodenectomy-romano kasos-skrandžio anastomozės technika -