Nova prilagodljiva plug and play sistem za modeliranje, simulacijo in napovedovanje želodčne emptying

A novega fleksibilnega plug and play sistem za modeliranje, simulacijo in napovedovanje praznjenje želodca
Abstract
modelov Ozadje
V-silicij, ki poskušajo ujeti in opisati fiziološke obnašanje biološke organizme, vključno s človekom, je sam po sebi zapleten in zamuden za gradnjo in simulacijo v okolju računalništva. Raven podrobnosti opisa je vgrajen v modelu je odvisna od poznavanja obnašanja sistema na tej ravni. To znanje se zbirajo iz literature in /ali izboljšati z znanj pridobljenih iz novih eksperimentov. Tako razvojni model je iterativni razvojni postopek. Namen tega prispevka je opisati novo Plug and Play sistem, ki ponuja večjo prilagodljivost in preprostost uporabe za modeliranje in simulacijo fiziološko obnašanja bioloških organizmov.
Metode
Ta sistem zahteva, oblikovalca (uporabnik) prvi za oskrbo strukturo medsebojno delujočimi komponentami in eksperimentalnih podatkov v obliki tabele. Obnašanje komponent, opisanih v matematični obliki, namenjeno tudi modelirnik, ki je navzven povezano med simulacijo. Prednost sistema priključkom in za modeliranje je, da zahteva manj programiranja napora in jih je mogoče hitro prilagoditi novejših zahtev modeliranje, hkrati pa utira pot za dinamično gradnjo modela.
Rezultati
Kot ponazoritev, modeli papirja dinamika želodca vedenja izpraznitev izkušeni ljudje. Prožnost za prilagoditev modela za napovedovanje želodčne obnašanje praznjenja v okviru različnih vrst infuzijo hranil v črevesju (ileum) je dokazana. Napovedi so bile preverjene s intervencijski študiji ljudi. Napaka pri napovedovanju polovico časa praznjenje bilo ugotovljeno, da je manj kot 6%.
Sklepi
novem sistemu plug-and-play za biološke modeliranje sistemov je bil razvit, ki omogoča spremembe uporabljen model strukture in obnašanja z omejeno programiranje napor, ki ga abstrahiranje biološkega sistema v mrežo manjših podsistemov z neodvisnim vedenja. V novem sistemu, modeliranje in simulacija postane avtomatsko strojno čitljivo in izvedljivo nalogo.
Ključne besede
Modeling praznjenje želodca funkcionalnih modulov zanke Uvod
bioloških sistemih analize z nizom hipotez pri roki je ciklični proces ki se začne z zasnovo poskusov, pridobivanje podatkov, analiza podatkov, podatkov ali domnev poganja modeliranje, simulacijo in analizo [1, 2]. V vsakem ciklu, (del), je opis biološkega sistema rafinirano bodisi za izboljšanje ali readdress hipotezo. To pomeni, da v biološkem sistemske analize, se podatki /hipoteza model na nenehno dogajajo spremembe.
Večina orodij sistemske biologije modeliranja zahteva od uporabnika, da ročno naroči računalnik prek podprtih programskih orodij za doseganje ciljev za simulacijo in modeliranje [3- 5]. Takšna naloga vključuje programsko opisuje biološke sestavine, povezanih funkcij prenosa in interaktivno vedenje med komponentami. Obstaja nekaj sodobnih sistemov biologija modeliranje orodja, kot Simbiology [6] in PhysioDesigner [7], ki zagotavljajo uporabniku grafičnih dodatkov Pick običajno uporabljajo biološko pomembnih komponent in priključke iz palete orodja in jih damo v model, gradbeni okolja. Kljub temu, funkcionalne opisi vseh sestavnih delov in interakcij med njimi še vedno treba programirajo opisano. Tako polno ponavljajoč sistemska biologija modeliranje cikel v praksi pogosto postane zelo težka naloga. Obsežna poenostavitev pri modeliranju je mogoče doseči, če programiranje funkcionalnega vedenja komponente se je mogoče izogniti in naloga se nadomesti z vključevanjem podenote preprogrammed prenos funkcionalnih elementov.
Vsak sub-fiziološki podjetje, kot organa, ali tkivo se lahko šteje, da ima tudi določeno funkcionalno obnašanje opredeljen glede njegovih vhodov in izhodov. Obnašanje biološkega sistema je integriran obnašanje teh sub-fizioloških subjektov, ki delujejo na enotno. Tako je iz fiziološkega vidika, ki vključuje podenote preprogrammed prenos funkcionalnih elementov za uresničitev funkcionalnost biološke komponente ali biološkega sistema kot celote, je očitno pomembna.
Članek opisuje okolje, primerno za biološke sisteme modeliranja in simulacije, ki razbremeni, ponovno programiranje napor običajno povezano s spremembami v eksperimentalno oblikovanje in modeliranje. Za prikaz delovanje predlaganega modeliranja in simulacijskega okolja in njegovo fleksibilnost pri prilagajanju preizkusne spremembe, je praznjenje želodca obnašanje pri ljudeh vzoru. Ureditev praznjenja želodca predstavlja ključno vlogo v zapletenem procesu regulacije vnosa hrane, ki je aktivno področje raziskav [8-10]. Različne vrste celic, hormoni, in živčne signale vsi delujejo hkrati v tem sistemu. Je trenutno v veliki meri nejasno, kako signale, ki izhajajo iz različnih delov v črevesu akta skupaj povratne način preko centralnega živčnega sistema za uravnavanje obnašanja dotok obrok. Predlagani pristop modeliranja je lahko v pomoč, da se omogoči raziskovalci za hitro in enostavno izgradnjo modela variante in se odloči, katera ponudba najbolj dosledno razlago eksperimentalnih podatkov. Zato je bila študija namenjena vplivanju na praznjenje želodca s črevesno infuzijo hranil izbere na primer za dokaz-of-koncepta. Parametri modela ocenjene iz eksperimentalnih podatkov, zbranih s kontrolno skupino bolnikov smo uporabili za napovedovanje praznjenje želodca stopnja za intervencijsko skupino, ki je prejemala ilealnega infuzijo hranil.
Oblikovanje in programska okolja
Z vidika biološkem sistemu Oblikovalnik je ki želi oprostitev za reprogramiranje prizadevanj, povezanih z eksperimentalnimi in modeliranje sprememb v daljšem časovnem obdobju, mora modeliranje in simulacija okolja omogoča uporabniku, da določi sub-fiziološki subjekti, ki sodelujejo v biološkem sistemu vzoru skupaj s svojimi vhodnimi /iz razmerij v vsakem enostaven in lahko spremenljivi obliki. Uporabnik mora biti tudi sposoben zagotoviti modeliranja in simulacijskega okolja z vsemi eksperimentalnih podatkov, zbranih ali dobavljene na ravni sistema ali sub-fiziološki ravni entitet. Prav tako je glede na specifikacije modela in z njimi povezane podatke o poskusu npr kot vložek v obliki tekstovnih, mora modeliranje in simulacija okolja samodejno izgradnjo modela in simulacijo vzoru behavior.A programske arhitekture sposoben izpolnjevati zahteve, določene zgoraj je prikazano na sliki 1. Osrednji del te arhitekture je generično modeliranje in simulacija okvir ki obsega model builder, model simulator, in komponento funkcijo knjižnico. Model builder in simulator so vnaprej prevedeni izvedljive. Simulator dinamično naloži sestavnega funkcije knjižnice v simulacijskega teka. Uporabnik dobavlja specifikacije modela in eksperimentalnih podatkov za generično modeliranje in simulacijo okvir preko specifikacije modela in zbirke podatkov v vnaprej določeni obliki. Model builder razčleni modela specifikacije datoteko in gradi model, kot je določeno s strani uporabnika. Simulator naloži izdelan model, in v povezavi s funkcijo komponenta knjižnice simulira simuliranega obnašanja z ustreznimi podatki za simulacijo. Naslednja podpoglavja bo podrobne opise modela graditelja, modela simulator, sestavnega dela funkcije knjižnice, in specifikacij modela in podatkovno datoteko. Slika 1 Generic modeliranje in simulacijo okvir.
Model builder
Biološko sistem za modeliranje se lahko šteje sklop neodvisnih sub-fiziološki subjektov, ki delujejo usklajeno za doseganje določene biološke ciljev. Modeliranje vedenja takšnega biološkega sistema, je primerno izbrati abstrakcijo, ki predstavlja vsak sub-fiziološka subjekt kot samostojnega elementa, ki skupaj z drugimi deli tvorijo mrežo komponent. Takšna mreža, ki se uporablja za modeliranje sistema je torej sestavni del sistem, ki temelji modela.
Osnovno enoto sestavnega temelji modela sistema je sestavni del z določenim številom vhodov in izhodov. Ti vhodi in izhodi so povezani z matematično funkcijo. Strukturna specifikacija
sestavnega dela je torej opredeljeno kot ime komponente, skupaj z imenom njegovih vhodov in izhodov, medtem ko je funkcionalna specifikacija
sestavnega dela opredeljena kot matematično razmerje med njegovih vhodov in izhodov. Funkcija modela graditelja je izgradnja sistemov za model, ki temelji komponenta glede na strukturna in funkcionalna specifikacija komponente, ki sestavljajo vzoru bioloških sistemov.
Model simulator
model simulatorju simulira sestavnega dela na podlagi modela sistema za vnaprej določenega števila simulacije ciklov. Vzorec komponenta sistem z nizom vložkov naj bi se simulira za vnaprej določeno število simulacijskih ciklov, če je vsaka komponenta izhod ocenjevali pri vsakem simulacijskega ciklu. Določen simulacija cikel je dejal, da je treba izpolniti, če so bili vsakih komponentni izhod ocenili za to simulacijo cycle.The Model graditelj konstruira sestavnega dela na podlagi modela sistema na tak način, da, če je to potrebno, je vsak dodatek ali opustitev komponent vedno možno v dokončanje simulacije cikla. Za ponazoritev te gradnje hipotetično komponento, ki temelji model, sistem s 3 komponent, in sicer C1, C2 in C3 ter ustreznih Medsebojne, B, C in D med komponentami je prikazano na sliki 2a. Kateregakoli drugega vizualna predstavitev istega strukturnega modela je prikazana na sliki 2b. Oba vizualno zastopane modela sistema ne razlikujejo drug od drugega, razen da v slednjem so robovi (medsebojne) povezuje komponente so predstavljeni kot informacijskih kanalov in vsaka komponenta je povezan z eno od več informacijskih kanalov. To zastopstvo intuitivno ujema s fiziološko stanje organov, povezanih s krvnimi žilami in /ali živčnih poteh. Ob vsakem simulacijskem cikla podlagi trenutno razpoložljivih podatkov v informacijskem kanalu niti prebral na vhode komponent (povezanih v tekočem simulacije cikla) ​​ali pisno na informacijski kanal od rezultatov sprejetih komponent (trenutno na voljo). Podatki bodo bere ali piše le teh sestavnih delov, povezanih z informacijsko kanala v trenutnem simulacijski cikel. Ta model gradnje in simulacija funkcija omogoča poljubno število vzorčnih sestavin, ki se dodajo ali črtajo iz modela sistema v simulaciji z ustreznimi kontrolnimi strukturami. Slika 2 Primer modela sistema. (A) konstrukcijska opis model modela primer sistema. (B) po analogiji vizualna predstavitev strukturnega modela.
Komponenta funkcija knjižnica
funkcijo komponenta knjižnica vsebuje funkcionalne specifikacije (to je matematično razmerje med vhodi in izhodi) vsake sestavine, ki predstavljajo model komponente sistema. Ker je simulator programiran za simuliranje modela v času funkcionalne specifikacije komponent opisani kot funkcije časa, kot tudi. Specifikacija sestavnih delov mora biti opredeljena s strani uporabnika in posodobljene sestavnega funkcije knjižnice.
Model specifikacija in eksperimentalni datoteka
specifikacij modela in eksperimentalne podatkovne zbirke, ki jih uporabnik vsebuje dve vrsti podatkov. Prvi je strukturni specifikacija komponente, ki sestavljajo model sistemov, drugi pa eksperimentalni podatki v zvezi s poskusi izvajajo na sistemu. Ime sestavin in ustreznimi vhodi in izhodi so vrstičnem načinu tabeli. Ime močjo sestavnega dela je enak kot vhod drugega sestavnega dela, če sta dva povezana in je drugačen, če niso povezani. Dodaten stolpec, "Connect", je prisoten in ima vrednost, niti "da" ali "ne", ki povezuje ali odklopi vhodno /izhodnih podatkov o posameznih komponent. se doda ta stolpec uvesti dodatno prožnost, da bi se združile ali prekine povezavo na ustrezno povezavo med komponentami.
Za hipotetičnega modela sistema prej prikazanega na sliki 2a, komponente, C1, C2 in C3, so vrstičnem načinu tabeli v tabeli 1. vhod komponento C1, je, A in D, in izhod, B, ki nato je vhod na komponento, C2. Opisi za druge sestavne dele so podobni. Upoštevajte, da je vhod C iz sestavnega C3 prekine z vnosom "ne" v stolpcu "Connect". Eksperimentalni podatki so časovno pametno razporedijo na vrsti za vsak vhod in izhod komponente. Na primer, vhod A C1 komponenti v času 0, je 20 enot in ostane nič za preostanek časa (5-30). Vpisi so prazne, če so eksperimentalni podatki niso available.Table 1 Primer modela specifikacija datoteke za strukturno opis modela modela na sliki 2 a
Rezultati
želodca, skupaj s črevesno gibljivost izločanja prebavnih encimov in peptidnih hormonov so pomembne fiziološke procese, ki sodelujejo pri ureditvi postopka obrok prebave [11, 12]. Želodca je fiziološki proces v katerem se bo želodec postopoma izprazni njeno vsebino v tankem črevesu. Vsebina bo nato stimulira sproščanje nekaterih hormonov (CCK, PYY, GLP-1 itd), ki jih črevesne sluznice, ki sprožijo povratne signale prek različnih živčnih poteh. Eden izmed teh živčnih poteh deluje kot povratno do praznjenja želodca samem procesu. Vagalnega dovodni pot začne v črevesju in se končuje na Nucleus tractus solitarius (NTS) v centralnem živčnem sistemu [13]. Odgovor ali negativne povratne izvira iz centralnega živčnega sistema preko vagalnega eference in konča na lokacijah, vključno z želodcem, upočasni praznjenje stopnjo želodcu [14].
V številnih študijah je bilo dokazano, da ilealnega infuzijo Rezultati hranila v zamudi pri praznjenju želodca in tankega črevesa tranzitnega časa in izboljšano sproščanje prebavnih hormonov. Preiskovanje mehanizem tega ti ilealnega aktiviranja zavore je potencialni interes za razvoj funkcionalnih živil, ki sproščajo hranila v distalnem delu tankega črevesa. Poleg tega Maljaars sod. [12] pokazala, da ilealnega infuzijo lipidov (sončničnega olja) povzročilo močnejši črevesno zavornega učinka v primerjavi z duodenual infuzijo. Želodca prišlo do velikih zamud v ilealnega infuziji v primerjavi z dvanajstnika infuzije (206 min v primerjavi z 138 min) [12]. Številni modeli so poročali v literaturi, ki je sposoben simulirati ali napovedati praznjenje želodca stopnjo pri človeku [14-16]. Vendar pa je v večini teh modelih želodec in črevesje sta bila obravnavana kot sodelujočih komponent [17]. Popolna povratna zanka želodčne procesa izpraznitev torej vključuje postopno sproščanje hranil iz želodca in poznejše sproščanje hormonov, ki sprožijo živčne signale iz gastrointestinalnega trakta ta učinek nadaljnje sproščanje hrane iz želodca (in tudi dotok novega živila) v shema povratne preko centralnega živčnega sistema, ki niso bili izčrpno upoštevana. Poleg tega, sheme modeliranje in simulacije, kot je navedeno v teh publikacijah, vključujejo stroge reprogramiranje ukrepe v primeru potrebuje poskus, da se ponovno zasnovan.
Da bi ponazorili postopek modeliranja sestavnega dela, ki temelji v predlaganem modeliranja in simulacija okolja, bodo naslednji odseki razpravljali o praznjenje želodca, modeliranje in proces simulacije z minimalnim naborom komponent. Napovedna sposobnost konstruirane modela sistemov bo nato raziskati z ustreznimi poskusov na ljudeh prostovoljcih.
Modeling praznjenje želodca vedenje
Zgraditi ravni sistema praznjenja želodca model, strukturno specifikacijo vseh komponent, ki sestavljajo model skupaj z bodo eksperimentalni podatki so opisani v vzorcu specifikaciji in podatkovno datoteko. Funkcionalna specifikacija komponente bodo nato dodamo sestavnega funkcijo knjižnice. Zgrajene želodca model, skupaj s knjižnico funkcijo komponente in eksperimentalnih podatkov, navedenih v specifikaciji modela in zbirke podatkov bodo simulirali za oceno parametrov modela. V praksi se model uporablja odgovoriti na določeno raziskovalno vprašanje. to je "Kako hranilo X vplivi želodca stopnja praznjenje Y?«
strukturnih specifikacij
Tabela 2 prikazuje vsebino strukturne specifikacije in podatkovne zbirke za praznjenja želodca modelu. Shematičen prikaz strukturnega modela je prikazana na sliki 3. Sestavni deli, ki sestavljajo strukturnega modela so želodec, črevo (GI) in centralnega živčnega sistema (CNS). NUT_INP (hranil vhod), je prispevek k sestavnega želodec. Drugi vhod, IR_VE (Intestinal Odgovor - vagalnim eference), je povratne informacije od centralnega živčnega sistema. Razlog, zakaj sta izhodna in vhodna želodca združimo in na splošno imenujemo kot NUT_INP bo postalo jasno, ko se funkcionalni model želodec opisano. Drugi izhod želodec, NUT (hranil) je vhod v naslednjo črevesju komponento. Zunanji vhod MATICA vezan na vhod črevesa je infuzijski vhod, ki lahko modulirajo praznjenja želodca pojavov. V eksperimentalnem okolju, to infuzijo dajemo prek katetra vstavljene v gastrointestinalnem (GI) traktu, s konico katetra, ki je nameščena v distalnem tankem črevesu (ileumu). Izhodna črevesa, IR_VA (črevesne Odgovor - vagalnim aference) je vhod v naslednjo komponento CNS. Izhod CNS, IR_VE, kot je bilo že pojasnjeno, je povratne sestavnega Stomach.Table 2 Slika 3 Shematski prikaz strukturnega modela za primer praznjenja želodca.
eksperimentalni podatki segment modela spisa strukturno vsebuje podatke za vsako časovno točko, ki bodisi so zunanje vhodnih vrednot model sistema ali eksperimentalno izmerjenih vrednosti na izhodih iz komponent, ki tvorijo sistem. V želodca primer modela je zunanji vhod na voljo na NUT_INP v obliki moke standardizirane zajtrk [18] v času "0" min (izraženo kot kalorične vrednosti standardiziranim zajtrkom) in infuzijsko zunanji vhodni NUT naenkrat '30 "min do" 120 "minut v korakih po 5 minut (izraženo kot kalorično vrednost dobavljenega na 5 min). Preostali del vhodnih /izhodnih vrednosti za vse komponente med časom "0" in "240" s časovnim korakom minut "5" bodisi niso bili izmerjeni ali ni prisoten in posledično prazna.
Funkcionalni specifikaciji
Dinamika za praznjenje želodca funkcionalno opisana v komponenti želodcu. Črevesna povratne informacije, ki ureja praznjenja želodca funkcionalno izvaja kot mehanizem, zavore, ki upočasni želodčne konstanta hitrosti praznjenje. Za sestavne dele črevesja in centralnega živčnega sistema, namesto v podrobnosti fiziološkega modela, so bili izbrani model sivo-box z minimalnimi funkcionalnih elementov in pripadajočih parametrov. Funkcionalne opisi modelov za posamezne komponente, ki sestavljajo želodcu modela praznjenja, so opisani v naslednjih podpoglavjih in s tem povezane parametre, ki se ocenjuje med kalibracijo modela so prikazani v tabeli 3.Table definicijah 3 parametrov
Ime parametra
parameter
Enota
Vrednost
praznjenje želodca konstanta
k
m
i
n
-1
Da oceniti
eferentnim pragom signala
THD
dimenzije
Da se oceni
hitrost prenosa IR konstantna
IR_TR
E
-1
Da se oceni
In-vivo hitrost konstanta upadanja
INV_DR
m
i PODJETJA
n
-1
Da se oceni
kalorij razredu
CAL_GRD
dimenzije
0.6
čas pri največji amplitudi
T_MAX
min
10
Prenos konstantno
TRF_K
merske
1
Break konstantnem odstotku
BRK
dimenzije
3
želodec
komponenta želodec ima dva vhoda: N
U
T
_i
N
P
in sem
R
_V
E
, dva izhoda: MATICA
in N
U
T
_i
N
P
. Za začetno kalorij vhod, N U
T
_i
N
P
(0), se kalorij vhodni N
U
T
_i
N
P
(t
), ki ga želodec v času t
obdrži je opisana z enačbo 1, kjer je t čas v minutah, k je praznjenje želodca konstanta na minut in b je ekstrapolirana y odsek od terminalske dela izpraznitev krivulje [15]. NUT_INP (
t
)
=
NUT_INP (
0
)
*
1
-
1
-
e
-
k
*
t
b
(1) pisanje enačba 1 v rezultatih razlika enačba obliko v enačbi 2, pri čemer N
U
T
(t
+ Δ
t
) je kalorij izgnani iz želodca v črevo pri t
+ Δ
t
in Δ
t
je interval simulacija. NUT (
t
+
At
)
=
NUT_INP (
t
+
At
)
-
NUT_INP (
t
)
=
f
(
t
)
*
At
*
CAL_GRD
(2), kjer je f
(
t
)
=
NUT_INP (
0
)
*
b
*
k
*
1
-
e
-
k
*
t
b
-
1
*
e
k
*
t
in CAL_GRD je kalorična razred vrednost je opredeljena kot odstotek kalorij vhod iz črevesa absorbira. Ob predpostavki, da enakomerno porazdelitev in absorpcijo kalorij ob črevesju, lahko delež kalorij, ki jih ileuma absorbira približati ga je odstotek površine ileuma. Skupna dolžina dvanajstnika, jejunumu in ileum je 25, 260, 395 cm [19]. Predpostavki konstantnega polmera črevesja, površina odstotek ileumu je 60% in s tem vrednost 0,6 bil izbran za CAL_GRD [20].
V modelu se praznjenje želodca hitrost konstantna k zniža za odstotek BRK ob vsakem primeru, da se črevesna funkcija prenosa odgovor eferentnim sgmd
presega osnovnega zneska konstantno THD (eferentnim prag signala konstantna). Prenosna funkcija odgovor eferentnim intestinal sgmd
je definirana z enačbo 3. Vrednost b v enačbi 1, se nato izračuna kot b
= e
k
* T
_L
A
G
iz k dano vrednost T
_L

G
, začetna zamuda pri praznjenju želodca [15]. sgmd (
t
)
=
2
/
(
1
+
e
-
IR_TR *
IR_VE (
t
)
)
-
1

(3), kjer sem
R
_T
R
je črevesna hitrost prenosa konstantna, in sem
R
_V
E
je črevesna vagalnim eferentnim odgovor centralnega živčnega sistema.
Da bi našli ustrezno vrednost za BRK, menimo, da je model ovrednotena s časovno ločljivostjo 1 minuto, kar omogoča, da sistem izvede pri največji 1 razpadu dogodka na minuto. Poleg tega je za območje variacije hranil, povzročeno v praznjenja želodca pol, ko smo vzeli kot referenčne podatke iz Robertson et al. [21], ki kaže, da se lahko z dodajanjem n-6 večkrat nenasičenih maščobnih kislin (PUFA) v primerjavi z n-3 PUFA do obrokom posledico povečanje želodčne časa pol praznjenje od 155 do 237 minut. Nato smo zahteva, da je 15 zaporednih prelom dogodki zadošča za povečanje Thalf od 155 do 237 minut, tako da se omogoči znatno zmanjšanje želodca praznjenje stopnji tudi v dolžini trajanja infuzije zaposlenih v poskusu 90 minutah. To je privedlo do vrednosti 0,03 ali 3% za BRK (tj 155 * 1,03 15≈237)
črevo
črevesju komponenta ima vhod:. NUT
in izhod I
R
_V

. Črevesna vagalnim dovodni odgovor sem
R
_V

(t
+ Δ
t
) v času t je zapletena vagalnim dovodni odziv E (izbrana samovoljno ) enote za črevesne kalorij vnosa od 0 do t, kot je prikazano v enačbi 4. IR_VA (
t
+
At
)
=
Σ
i
=
0
t
/
At
A
*
(
t
-
(
At
*
i
)
)
b
*
e
-
c
*
(
t
-
(
At
*
i
)
)
(4), kjer
= N
U
T
(Δ
t
* i
) * (c
* e
/b
) b
je in-vivo (črevesne vagalnim dovodni odziva) konstanta hitrosti upadanja, c
= I
N
v
_D
R
, in b
= T
_M

X
* c
, kjer je T_MAX čas, v katerem je črevesna vagalnim dovodni odziv na črevesno vhod največja. Če želite izbrati vrednost za T_MAX smo čas za največjega odziva hormona najbolj tesno povezana z regulacijo hitrosti praznjenja želodca, tj CCK, kot referenco. Tokrat je bilo brati iz sliki eno A v [22] kot 10 minut
CNS
komponento CNS ima vhod. I
R
_V

in izhodno I
R
_V
E
. Odziv eferentnim centralnega živčnega sistema, sem
R
_V
E
na vhodni dovodni sem
R
_V

je opredeljena v enačbi 5. IR_VE (
t
+
At
)
=
TRF_K *
IR_VA (
t
)
(5) Ker nismo mogli najti kvantitativnih podatkov o črevesni-možgane dovodni-do-eferentnim nevronskih signalov, smo predpostavili, neposredno sorazmerni prenos enota (TRF_K = 1) zaradi poenostavitve.
praznjenje želodca protokol in kalibracijo modela
eksperimentalnim protokolom za umerjanje in napovedovanju praznjenje želodca modela sledila glavna načela, opisana v [23], z manjšimi spremembami. V času t = 0 minut, je bil standardni trden obrok porabi prostovoljcem a. 13C oktanojske kisline dodamo k standardni zajtrk obrok za merjenje praznjenje želodca manj. Čeprav 13
CO 2
dihalni test ni neposredno merjenje praznjenja želodca, je bilo dokazano, da se dobro ujema s standardnim scintigrafijo zlata v več študijah. Vendar pa ni bila nobena od različnih matematičnih modelov, ki se uporabljajo za pridobivanje Thalf vrednosti iz podatkov izmerjene obogatitve 13C izkazalo za splošno primerna za vse različne aplikacije testa. Za poglobljeno razpravo, se bralec iz [24]. Metodologija temelji na trdnem hrambi 13C-oktanske kisline v trdni fazi s standardno testno obrok med njenim prehodom skozi želodčni okolja, čemur sledi hitro razpada trdne faze v dvanajsterniku s poznejšo absorpcijo 13C oktanojske kisline in jeter oksidacija 13
CO 2
, ki je izdihnil v izdihanem zraku. Izkazalo se je, da je presnova po želodca (absorpcija 13C oktanojske kisline, presnovo v jetrih do 13
CO 2
in izločanje preko dihanje) so podobni, zato manj vplivni, med posamezniki [16]
času t = 30 minut, je bila rešitev, ki vsebuje bodisi fiziološke raztopine (placebo) ali olje iz žafranike (sO) infundiramo v ileuma. Perfuzijo smo izvedli s črpalko povezan z nasoileal cev. Infuzijo nadaljujemo v obdobju 90 minut (tj do t = 120 min) pri hitrosti 1 ml /min. Vzorce izdihanega zraka so bili sprejeti v naslednjih časovnih točkah; 15 minut pred obrokom in pri 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 180, 210 in 240 minut po standardni zajtrk obrokom. Iz vsakega vzorca izdihanega zraka smo izmerili odstotek odmerek /h 13C izdihani. Thalf in TLag smo izračunali iz odstotno odmerka /h meritvami 13C [25, 26].
Pri pregledu je dihalni test 13C podatke smo soočajo z velikimi razlikami med in znotraj posameznega variacije vrednosti Thalf ocenjene iz podatkov za bogatitev 13C . Iz tega razloga smo se vzdržala seznanjene testne analize, ampak je pristop, ki temelji prebivalstva. Opravili smo modela predvidevanjem test zmogljivosti za uporabo 3 različne izbore 13C podatkov , kot sledi, S1: celoten nabor podatkov; S2: nabor podatkov, iz katerih so bile zavržene vse krivulje, ki so pokazali enega ali več primerkov nastanka negativnega vrednosti obogatitve 13C; S3: nabor podatkov, iz katere vse krivulje razvrščen kot napačnih vrednosti, ki temelji na Chi-kvadrat merilu so bile zavržene. Merjeno vrednost je bila razvrščena kot izločena, če Chi-kvadrat ocena ( χ
i
2
=
(
x
i
-
x
̄
)
2
/
s
2
), kjer je x
i
je povprečje meritev testnih 13C izdihanega zraka za i
t
h
predmet, x
̄
je celotna sredina testnih 13C dih meritev, in s je standardni odklon, je bil večji od 1. Izbira S1 je najbolj popolna, vendar ima to pomanjkljivost, da bo velika inter-individualna variabilnost prikriti učinek zdravljenja s čimer se zmanjša pomen, ki se lahko povežejo z modelom predvidevanjem testiranje zmogljivosti. Izbor S2 morala trpi manj od tega problema, medtem ko se ohrani več podatkov. Izbor S3 se lahko šteje za najstrožje za naš vzorec namene testiranja. Zato se moramo osredotočiti na rezultatih, pridobljenih pri izbirnem podatkov S3 in prinašajo rezultate s podatki izbira znamke S1 in S2 samo za primerjavo.
V koraku kalibracije, so bili ocenjeni na želodca parametri praznjenje model, prikazan v tabeli 3. Za izbirni podatki placebo S3, gumb meritve 13C (odmerek /h [% 13C]) od prostovoljcev 1, 6, 13, 14, 15, 16, 17 in 18 (podatki so na voljo kot dodatek k rokopis Dodatna datoteka 1), ki ustreza infuzijo prejemala placebo, so bili izbrani za oceno% 13C krivulja konstant (a, b, c, y
= a
t
b
e
-c
t
[25]), od katerih je polovica praznjenje čas (T
H

l
f
P
B
), in zamika časa (T
L

g
P
B
) za infuzijo prejemala placebo, so bili izračunani z vgradnjo enojna krivulja do vseh podatkov (vzorec populacije). V želodca parametri empyting modela so bili nato oceni s simulacijo modela z eksperimentalnimi vstopnih pogojev, ki ustrezajo infuzijo prejemala placebo in optimizirana z uporabo nelinearnih najmanjših kvadratov postopek, za parametre, ki povzročijo želodčne praznjenje krivulje s pol praznjenje časa in lag čas, ki je enak T
H

l
f
P
B
in T
L

g
P
B
oz.

• Zaščitni učinki prebavil sredstvo, ki vsebuje korejski rdeči ginseng na želodcu modelov razjede na miših
• Pancreaticogastrostomy v čisti laparoskopsko pancreaticoduodenectomy-A nove trebušne slinavke, želodca anastomozo tehniko -