Ανάπτυξη Εξατομικευμένου Μοντέλου Προσομοίωσης Της Κινητικής Της Γλυκόζης Σε Άτομα Με Σακχαρώδη Διαβήτη Τύπου Ι Βασισμένο Σε Αυτό-οργανούμενους Χάρτες

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι η σχεδίαση, ανάπτυξη και αξιολόγηση εξατομικευμένου μοντέλου για την προσομοίωση της κινητικής της γλυκόζης σε άτομα με Σακχαρώδη Διαβήτη Τύπου 1 (ΣΔΤ1), τα οποία εφαρμόζουν αντλίες έγχυσης ινσουλίνης και Διατάξεις Συνεχούς Μέτρησης Γλυκόζης (ΔΣΜΓ). Κύριο χαρακτηριστικό της συγκεκριμένης πάθησηςείναι τα αυξημένα επίπεδα γλυκόζης αίματος. Η απορρύθμιση του μεταβολισμού γλυκόζης οδηγεί στην εμφάνιση βραχυπρόθεσμων και μακροπρόθεσμων επιπλοκών. Η ανάπτυξη του μοντέλου βασίστηκε σε μεθόδους τεχνητής νοημοσύνης και πιο συγκεκριμένα στη χρήση τωνΑυτο-Οργανούμενων Χαρτών (Self Organizing Maps - SOMs). Τα SOMs χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο για την απεικόνιση δεδομένων πολλών διαστάσεων σε λιγότερες διαστάσεις καθώς στην ουσία υλοποιούν μία τεχνική κβαντοποίησης τουχώρου εισόδου. Το μοντέλο που αναπτύχθηκε βασίζεται στην ιδιότητα της κβαντοποίησης προκειμένου να προσεγγίσει μία συνάρτηση η οποία θα εξάγει μελλοντικά επίπεδα γλυκόζης.Το μοντέλο συνδυάζεται με δύο Διαμερισματικά Μοντέλα (ΔΜ) τα οποία προσομοιώνουν την κινητική υποδόριας ινσουλίνης και την απορρόφηση γλυκόζης από το έντερο μετά την λήψη γευμάτων. Οι έξοδοι των μοντέλων καθώς και οι προηγούμενες καταγραφές γλυκόζης εισέρχονται στο μοντέλο κινητικής γλυκόζης για τον μετέπειτα υπολογισμό προβλέψεων γλυκόζης. Για την ανάπτυξη και αξιολόγηση του μοντέλου χρησιμοποιήθηκαν ιατρικά δεδομένα 30 in silico ατόμων με ΣΔΤ1 όπως διατίθενται από τον UVa T1DM Simulator καθώς και δεδομένα ιατρικού φακέλου 12 ατόμων με ΣΔΤ1 που παραχωρήθηκαν από την Α' Παιδιατρική Κλινική, Διαβητολογικό Κέντρο του Νοσοκομείου Π. \& Α. Κυριακού. Η απόδοση του μοντέλου συγκρίθηκε με ένα αντίστοιχο μοντέλο το οποίο βασίστηκε στη χρήση ενός νευρωνικού δικτύου πρόσθιας τροφοδότησης καθώς και με ένα μοντέλο βασισμένο σε νευρωνικό δίκτυο ανατροφοδότησης.