Optimal sampling schedule for measuring insulin sensitivity index from oral glucose tolerance test data

ตารางเวลาการเจาะเลือดที่เหมาะสมเพื่อประมาณค่าดัชนีวัดความไวของอินซูลินจากการทดสอบความทนของร่างกายต่อการบริโภคน้ำตาล

Name: Thanatip Chankong

ThaSH: Glucose tolerance tests

ThaSH: Insulin sensitivity index

ThaSH: Simulated annealing (Mathematics)

Abstract: Insulin sensitivity index (SI) is an index that measures the ability of insulin to reduce the increase of glucose in blood. This index is useful for diagnosis and evaluation of the efficacy of diabetic therapy. Among many methods of evaluating SI, The Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) is a commonly used method not only because it is close to physiological condition but it is also simple and inexpensive. The SI of OGTT data can be estimated from the well known mathematical model called the minimal model coupled with the glucose absorption model. The major disadvantage of the minimal model is the number of blood samples required for parameter estimation process. The aim of this study was to develop the optimal sampling schedule for OGTT data. This sampling schedule minimizes the number of samples required while maintaining the estimation error not to exceed 5 percent of SI estimated from full sampling schedule. This study focused on computer simulation. Glucose-insulin profile of normal glucose tolerance (NGT) data was generated from a mathematical model implemented on MATLAB©. The reduced sampling schedule (RSS) at various numbers of samples were selected using Simulated Annealing optimization method. SI of each RSS ( RSS SI ) was estimated for all data types. The optimal sampling schedule (OSS) was selected from the RSS which SI error was less than 5 percent and had minimum number of samples. Data with Gaussian noise was tested to evaluate robustness of the algorithm. The RSS was validated with human experiment data. The optimal sampling schedule for simulated data is at 7 samples. The optimal number of samples from human experiment data was found to be subject-specific. The average sample number for human experiments is at 8 samples. The results showed that the time point at maximum glucose concentration is important for insulin sensitivity index estimation.

Abstract: ดัชนีวัดความไวอินซูลินเป็นดัชนีชี้วัดความสามารถของอินซูลินในการลดระดับน้ำตาล ในเลือดที่สูงขึ้น มีประโยชน์ในการช่วยวินิจฉัยและประเมินประสิทธิภาพในการให้การรักษาผู้ป่วย เบาหวาน การคำนวณค่าดัชนีความไวอินซูลินจากการทดสอบความทนได้ต่อน้ำตาลที่บริโภคเป็น วิธีการที่นิยมใช้แพร่หลายเนื่องจากเป็นวิธีที่ง่ายและราคาถูก นอกจากนี้ยังเป็นวิธีการทดสอบที่ ใกล้เคียงกับสภาวะร่างกายปกติ ดัชนีความไวจากการทดสอบด้วยการกินน้ำตาลสามารถคำนวณได้ จากแบบจำลองคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า Minimal Model ร่วมกับแบบจำลองการดูดซึมน้ำตาลจากการ กินเข้าสู่กระแสเลือด ข้อเสียของการใช้แบบจำลอง Minimal Model คือจำเป็นต้องใช้ตัวอย่างเลือด ณ จุดเวลาต่างๆจำนวนมากเพื่อใช้ในการประมาณค่าจากแบบจำลอง จุดประสงค์ของวิทยานิพนธ์นี้ คือเพื่อพัฒนาตารางเวลาการเจาะเลือดแบบใหม่สำหรับการทดสอบความทนได้ของระดับน้ำตาล จากการบริโภค ตารางเวลาดังกล่าวมีจำนวนการเจาะตัวอย่างเลือดที่น้อยครั้งแต่ยังคงสามารถใช้ คำนวณค่าดัชนีความไวอินซูลินได้โดยมีความผิดพลาดไม่เกิน ร้อยละ 5 จากการคำนวณด้วยการใช้ ตัวอย่างเลือดจำนวนมาก งานศึกษานี้จะใช้การจำลองผลด้วยคอมพิวเตอร์เป็นหลัก ข้อมูลกลูโคส และอินซูลินที่ใช้ในการศึกษาเป็นข้อมูลที่ได้จากการสร้างด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยข้อมูล ของประชากรที่มีความทนได้ต่อน้ำตาลเป็นปกติ การหาตารางเวลาการเจาะเลือดแบบจำนวน ตัวอย่างน้อยใช้วิธีการคำนวณด้วย Simulated Annealing Optimization เพื่อหาตารางเวลาที่ เหมาะสม ข้อมูลกลูโคสถูกเพิ่มสัญญาณรบกวนเพื่อทดสอบความคงทนต่อความแปรปรวนใน สัญญาณ รวมถึงการทดสอบกับข้อมูลที่ได้จากการทดลองการบริโภคน้ำตาลในคน ตารางการเจาะเลือดที่เหมาะสมสำหรับข้อมูลที่จำลองขึ้นเองประกอบด้วยการเจาะเลือด 7 ครั้ง ผลการทดลองกับข้อมูลจริงพบว่าจำนวนที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับแต่ละบุคคล ข้อมูลที่สำคัญต่อ การประมาณค่าดัชนีควรมีข้อมูล ณ เวลาที่ความเข้มข้นกลูโคสมีค่าสูงที่สุด

Mahidol University

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Chatchai Neatpisarnvanit

Role: Thesis Advisor

Created: 2553-06-15

Modified: 2010-06-18

Issued: 2010-06-15

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Biomedical Engineering

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4736131.pdf	1.86 MB	51	2022-05-03 11:18:40

ใช้เวลา

-0.732695 วินาที