机体模拟系统及记录介质技术方案

本发明专利技术提供用来求得与各个患者相对应的机体模型的参数的机体模拟系统，其构成包括：生成构成机体模型的内部参数集的内部参数集生成部；根据生成的内部参数集对模仿机体器官的机体响应的机体模型的输出进行运算的机体模型运算部；上述内部参数集生成部具有自动生成多个不同的内部参数集的手段；以及判定应用自动生成的内部参数集算出的机体模型的输出和与该输出相对应的实际的机体响应的近似性，从生成的多个内部参数集之中选择合适的内部参数集的选择手段。

【技术实现步骤摘要】
机体模拟系统及记录介质
本专利技术主要涉及机体模拟系统，特别涉及模拟糖尿病的病态的系统及其计算机程序产品。
技术介绍
历来一直尝试利用数理模型描述机体。作为这种模型可以举出的有，比如，Bergman的极小模型。Bergman的极小模型公开在AmericanJournal of Physiology，1979年、第236卷、第6期、p.E-667-77及Bergman等，Journal of Clinical Investigation，1981年，第68卷，第6期，p.1456-67中。此极小模型是以血糖值、血浆胰岛素浓度及末梢组织的胰岛素作用点的胰岛素作用量即远端(remote)胰岛素作为变量。此处，在将时刻t的血糖值以G(t)表示，血浆胰岛素浓度以I(t)表示，远端(remote)胰岛素以X(t)表示时，则G(t)、I(t)、X(t)可以以其各自对时间的微分为式左的下述的微分方程表示：dG(t)/dt＝-p1(G(t)-Gb)-X(t)G(t)dX(t)/dt＝-p2X(t)+p3(I(t)-Ib)dI(t)/dt＝-n(I(t)-Ib)+γ(G(t)-h)(其中G(t)＞h)        ＝-n(I(t)-Ib)+γ(G(t)-h)(其中G(t)≤h)其中，式中的各参数为：p1：非胰岛素依赖性葡萄糖代谢速度Gb：血糖基底值p2：胰岛素的作用点的胰岛素摄取能力p3：对于胰岛素依赖性葡萄糖代谢的胰岛素消耗率Ib：胰岛素浓度基底值-->n：每单位时间的胰岛素消耗量γ：对葡萄糖刺激的胰岛素分泌灵敏度h：胰岛素分泌开始的血糖值阈值这些值是因人而异的。在将这种机体模型应用于各个患者，模拟患者的机体，将其应用于患者的诊断等时，必须相应于各个患者对构成机体模型的上述参数进行适当的设定。就是说，为利用机体模型再现患者的实际的机体，上述参数的正确性很重要，必须尽可能地正确地求出应该是因各个患者而异的参数。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用来求得与各个患者相对应的机体模型的参数的技术手段。第1专利技术是一种机体模拟系统，包括：内部参数集生成部，生成构成机体模型的内部参数集；以及机体模型运算部，基于生成的内部参数集对模仿机体器官的机体响应的机体模型的输出进行运算；上述内部参数集生成部具有自动生成手段以及选择手段，自动生成手段自动生成多个不同的内部参数集；选择手段判定应用自动生成的内部参数集算出的机体模型的输出和与该输出相对应的实际的机体响应的近似性，从生成的多个内部参数集之中选择合适的内部参数集。第2专利技术是一种机体模拟系统，包括：内部参数集生成部，生成构成机体模型的内部参数集；以及机体模型运算部，根据生成的内部参数集进行机体器官的模拟；上述内部参数集生成部具有自动生成手段和选择手段，自动生成手段自动生成多个不同的内部参数集；选择手段判定在生成的内部参数集中包含的参数值表示的机体器官的状态和从实际的机体检查得到的生理指标表示的机体器官的状态的近似性，从生成的多个内部参数集之中选择合适的内部参数集。第3专利技术是一种机体模拟系统，包括：内部参数集生成部，生成构成机体模型的内部参数集；以及机体模型运算部，根据生成的内部参数-->集进行机体器官的模拟；上述内部参数集生成部具有自动生成手段和取得手段，自动生成手段自动生成多个不同的内部参数集；取得手段基于生成的内部参数集，取得表示与从实际的机体检查得到的生理指标表示的机体器官的状态近似的机体器官的状态的内部参数集。第4专利技术是一种机体模拟系统，包括：内部参数集生成部，生成构成机体模型的内部参数集；以及机体模型运算部，根据生成的内部参数集对模仿机体器官的机体响应的机体模型的输出进行运算；上述内部参数集生成部具有自动生成手段、选择手段和取得手段，自动生成手段自动生成多个不同的内部参数集；选择手段判定应用自动生成的内部参数集算出的机体模型的输出和与该输出相对应的实际的机体响应的近似性，从生成的多个内部参数集之中选择合适的内部参数集；取得手段基于由该选择手段选择的多个内部参数集，取得表示与从实际的机体检查得到的生理指标表示的机体器官的状态近似的机体器官的状态的适当的内部参数集。另外，涉及记录计算机程序的记录介质的专利技术是记录通过在计算机中执行而用作上述机体模拟系统的计算机程序的记录介质。附图说明图1为表示本专利技术的系统的硬件构成的框线图。图2为表示机体模型的整体构成的框线图。图3为机体模型中胰脏模型的框线图。图4为机体模型中肝脏模型的框线图。图5为机体模型中胰岛素动态模型的框线图。图6为机体模型中末梢组织模型的框线图。图7为表示参数生成处理的流程图。图8为OGTT时序数据，(a)为实测血糖值；(b)为实测血中胰岛素浓度。图9为表示遗传算法的流程图。图10为作为参照的实测血糖值。-->图11为应用生成的参数集(个体)PS#01的机体模型的输出。图12为表示生成的个体PS#01针对参照的误差的曲线图。图13为遗传算法中交叉的说明图。图14为表示生成的100个参数集的示图。图15为表示对图14的参数集进行标准化处理的结果的示图。图16为表示参数集的集群分析结果的树状图。图17为表示机体功能profile的示图。图18是为了选择机体功能profile而算出成为基准的分数(score)的算法的流程图的前半部分。图19是为了选择机体功能profile而算出成为基准的分数(score)的算法的流程图的后半部分。附图标记说明1 胰脏模块2 肝脏模块3 胰岛素动态模块4 末梢组织模块具体实施方式下面根据附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1为表示本专利技术的一种实施方式的机体模拟系统(下面也单称其为“系统”)的硬件构成的框线图。本实施方式的系统100是由主体110、显示器120和输入装置130为主构成的计算机100a所构成的。主体110主要由CPU110a、ROM110b、RAM110c、硬盘110d、读出装置110e、输入输出接口110f及图像输出接口110h构成，并且CPU110a、ROM110b、RAM110c、硬盘110d、读出装置110e、输入输出接口110f及图像输出接口110h由总线110i可进行数据通信地连接。CPU110a可以执行存储于ROM110b中的计算机程序及装载到RAM110c中的计算机程序。于是，通过由该CPU110a执行如后所述的应-->用程序140a，可实现如后所述的各功能模块，计算机100a就可以作为模拟系统100发挥功能。ROM110b，由掩模ROM、PROM、EPROM、EEPROM等构成，记录在CPU110a中执行的计算机程序及为此而使用的数据等。RAM110c由SRAM或DRAM等构成。RAM110c用于读出记录在ROM110b及硬盘110d中的计算机程序。另外，在执行这些计算机程序时，用作CPU110a的操作区。硬盘110d中安装有操作系统及应用程序等、以及用来使CPU110a执行的各种计算机程序及执行该计算机程序所使用的数据。后述的应用程序140a也安装在此硬盘110d中。读出装置110e由软盘驱动器、CD-ROM驱动器或DVD-ROM驱动器等构成，可读出记录在移动型记录介质140中的计算机程序或数据。另外，在移动型记录介质140中存放用来使计算机作为本实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
机体模拟系统，包括：内部参数集生成部，生成构成机体模型的内部参数集；和机体模型运算部，基于生成的内部参数集对模仿机体器官的机体响应的机体模型的输出进行运算；上述内部参数集生成部具有自动生成手段以及选择手段，自动生成手段自动生成多个不同的内部参数集；选择手段判定应用自动生成的内部参数集算出的机体模型的输出和与该输出相对应的实际的机体响应的近似性，从生成的多个内部参数集之中选择合适的内部参数集。

【技术特征摘要】
JP 2005-5-11 2005-1388681.机体模拟系统，包括：内部参数集生成部，生成构成机体模型的内部参数集；和机体模型运算部，基于生成的内部参数集对模仿机体器官的机体响应的机体模型的输出进行运算；上述内部参数集生成部具有自动生成手段以及选择手段，自动生成手段自动生成多个不同的内部参数集；选择手段判定应用自动生成的内部参数集算出的机体模型的输出和与该输出相对应的实际的机体响应的近似性，从生成的多个内部参数集之中选择合适的内部参数集。2.机体模拟系统，包括：内部参数集生成部，生成构成机体模型的内部参数集；和机体模型运算部，根据生成的内部参数集进行机体器官的模拟；上述内部参数集生成部具有自动生成手段和选择手段，自动生成手段自动生成多个不同的内部参数集；选择手段判定在生成的内部参数集中包含的参数值表示的机体器官的状态和从实际的机体检查得到的生理指标表示的机体器官的状态的近似性，从生成的多个内部参数集之中选择合适的内部参数集。3.如权利要求2所述的机体模拟系统，其中：上述生理指标是利用上述机体模型运算部的运算可处理的信息以外的信息。4.如权利要求2所述的机体模拟系统，其中：上述生理指标包含HOMA-IR、HOMA-β、胰岛素原性指数(Insulinogenic index)以及HbA1c中的至少一个。5.机体模拟系统，包括：内部参数集生成部，生成构成机体模型的内部参数集；和机体模型运算部，根据生成的内部参数集进行机体器官的模拟；上述内部参数集生成部具有自动生成手段和取得手段，-->自动生成手段自动生成多个不同的内部参数集；取得手段基于生成的内部参数集，取得表示与从实际的机体检查得到的生理指标表示的机体器官的状态近似的机体器官的状态的内部参数集。6.如权利要求5所述的机体模拟系统，其中：上述生理指标是利用上述机体模型运算部的运算可处理的信息以外的信息。7.如权利要求5所述的机体模拟系统，其中：上述生理指标包含HOMA-IR、HOMA-β、胰岛素原性指数以及HbA1c中的至少一个。8.机体模拟系统，包括：内部参数集生成部，生成构成机体模型的内部参数集；和机体模型运算部，根据生成的内部参数集对模仿机体器官的机体响应的机体模型的输出进行运算；上述内部参数集生成部具有自动生成手段、选择手段和取得手段，自动生成手段自动生成多个不同的内部参数集；选择手段判定应用自动生成的内部参数集算...

【专利技术属性】
技术研发人员：高地泰浩，齐藤太计雄，清家圣嘉，内藤泰宏，
申请(专利权)人：希森美康株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]