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인크레틴 효과를 고려한 혈당 동역학 모델의 구현과 응용에 관한 연구
A Development of a Model for Gluco-dynamics with Incretin Effect and its Application

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Authors
김명선
Advisor
Sungwan Kim
Major
공과대학 협동과정 바이오엔지니어링전공
Issue Date
2013-02
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
경구 당 부하 검사동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사인크레틴 효과혈당 동역학 모델
Description
학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 협동과정 바이오엔지니어링전공, 2013. 2. 김성완.
Abstract
본 논문에서는 인크레틴 효과를 고려한 수학적 모델을 구현하여 경구 당 부하 및 정맥으로 주입한 포도당에 대한 혈당 및 호르몬 변화를 예측한다. 더불어 모델을 응용하여 프로그램으로 경구 당 부하 검사와 동일한 혈당을 만들어야 하는 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사에서 최적의 주입속도를 계산하여 이전의 방법을 사용했을 때보다 안정되고 일치율이 높은 혈당그래프를 얻고자 한다. 인크레틴 효과는 같은 혈당 상태일 때, 경구와 정맥으로 주입한 포도당에 따른 인슐린 농도의 차이를 의미한다. 이 차이를 측정하기 위해서는 경구 당 부하 검사와 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사가 필요하다. 그러나 이전 주입속도 결정 방법은 정해진 규칙 없이 경험을 기반으로 하여, 시행착오가 따랐으며 숙련된 임상시험자가 필요하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하고자 본 연구에서는 수학적 모델을 기반으로 한 프로그램을 만들어 주입속도에 따른 혈당 변화를 미리 예측하고 목표 혈당에 적합한 주입속도를 계산하였다.
기존에 시행되었던 9명 대상자의 경구 당 부하 검사 동안의 혈당변화를 기반으로 매개변수를 추정하여 개인화된 경구 당 부하 모델을 구성하였다. 시뮬레이션으로 모델을 구현하여 혈당 및 호르몬 변화를 예측하고 정맥 포도당 주입에 따른 혈당 변화와 임상시험을 비교한 결과 상관관계계수가 0.85 로 모델이 임상시험결과를 유사하게 표현했음을 확인했다.
검증된 모델을 응용하여 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사 동안의 주입속도를 결정하는 프로그램 (Mathematical Model to compute Isoglycemic Intravenous Glucose Infusion rate, MM-IIGI)을 개발하였다. MM-IIGI는 MATLAB R2012a의 그래픽 사용자 인터페이스로 표현한 프로그램으로 이를 이용하여 결정한 주입속도로 새롭게 모집한 9명의 대상자에게 시행하여 얻은 임상시험 결과와 이전 방법으로 얻은 임상시험 결과를 비교하여 프로그램의 유효성을 검증하였다. 일치율이 0.97로 이전보다 0.1더 높아진 혈당 그래프를 얻었고, 시간마다의 혈당차이가 이전 방법으로 수행한 결과보다 약 40% 감소하였다.
본 연구에서 제시한 모델은 경구 당 부하 검사와 동일 혈당 정맥 주입 검사의 혈당 및 호르몬을 예측하는데 쓰일 수 있으며, 본 논문에서 제시한 프로그램(MM-IIGI)은 인크레틴 연구에 비용 절감 및 안정된 결과를 얻는 데 유용하게 사용될 것이다.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/122423
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Appears in Collections:
College of Engineering/Engineering Practice School (공과대학/대학원)Program in Bioengineering (협동과정-바이오엔지니어링전공)Theses (Master's Degree_협동과정-바이오엔지니어링전공)
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