9CompartmentalModels of Physiologic

9
Compartmental
Models of Physiologic
Systems
Claudio Cobelli
Giovanni Sparacino
Maria Pia Saccomani
Gianna Maria Toffolo
University of Padova
Andrea Caumo
San Raffaele Scientific Institute
9.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1
9.2 Definitions and Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2
9.3 The Compartmental Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3
Theory • The Linear Model • The Nonlinear Model • Use
in Simulation and Indirect Measurement
9.4 A Priori Identifiability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7
9.5 Parameter Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-8
Fisher Approach • Bayes Approach • Population
Approaches
9.6 Optimal Experiment Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11
9.7 Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-12
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-12
9.1 Introduction
Compartmental models are a class of dynamic, that is, differential equation, models derived from mass
balance considerations, which are widely used for quantitatively studying the kinetics of materials in
physiologic systems. Materials can be either exogenous, such as a drug or a tracer, or endogenous, such
as a substrate or a hormone, and kinetics include processes such as production, distribution, transport,
utilization, and substrate–hormone control interactions.
Compartmental modeling was first formalized in the context of isotopic tracer kinetics. Over the years
it has evolved and grown as a formal body of theory [Carson et al. 1983; Godfrey, 1983; Jacquez 1996;
Cobelli et al., 2000].
Compartmental models have been widely employed for solving a broad spectrum of physiologic
problems related to the distribution of materials in living systems in research, diagnosis, and therapy
both at whole-body, organ, and cellular level. Examples and references can be found in books [Gibaldi
and Perrier, 1982; Carson et al., 1983; Jacquez, 1996; Cobelli et al., 2000; Carson and Cobelli, 2001]
9-1
© 2006 by Taylor & Francis Group, LLC

Kết quả (Việt) 1:

9ThayCác mô hình của PhysiologicHệ thốngClaudio CobelliGiovanni SparacinoMaria Pia SaccomaniGianna Maria ToffoloĐại học PadovaAndrea CaumoSan Raffaele viện Khoa học9.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-19.2 định nghĩa và khái niệm............................... 9-29.3 các mô hình thay............................. 9-3Lý thuyết • • tuyến tính mô hình sử dụng • mô hình phi tuyếntrong mô phỏng và gián tiếp đo lường9.4 một Priori Identifiability................................... 9-79.5 tham số ước tính................................... 9-8Fisher tiếp cận • Bayes cách tiếp cận • dânPhương pháp tiếp cận9.6 thử nghiệm tối ưu thiết kế............................ 9-119.7 Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-12References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-129.1 giới thiệuMô hình thay là một lớp các năng động, có nghĩa là, các phương trình vi phân, mô hình có nguồn gốc từ khối lượngcân nhắc sự cân bằng, mà được sử dụng rộng rãi nhất định nghiên cứu động học của vật liệu trongHệ thống physiologic. Vật liệu có thể được hoặc ngoại sinh, chẳng hạn như một loại thuốc hoặc một đánh dấu, hoặc nội sinh, chẳng hạnnhư bề mặt một hoặc một hoóc môn và động học bao gồm các quá trình như sản xuất, phân phối, vận tải,việc sử dụng, và bề mặt-hoóc môn điều khiển tương tác.Thay mô hình đầu tiên chính thức hóa trong bối cảnh đánh dấu đồng vị động học. Trong những năm quanó đã phát triển và phát triển như một cơ thể chính thức của lý thuyết [Carson et al. 1983; Godfrey, 1983; Jacquez năm 1996;Cobelli et al., 2000].Thay các mô hình đã được sử dụng rộng rãi để giải quyết một phổ rộng của physiologicvấn đề liên quan đến việc phân phối các tài liệu sống hệ thống năm nghiên cứu, chẩn đoán và điều trịcả hai tại toàn thân, cơ quan, và cấp độ tế bào. Ví dụ và các tài liệu tham khảo có thể được tìm thấy trong cuốn sách [Gibaldivà Perrier, 1982; Carson et al., 1983; Jacquez, 1996; Cobelli et al., 2000; Carson và Cobelli, 2001]9-1© 2006 bởi Taylor & Francis Group, LLC