Matematisk Model for Mavesækkens Tømning - Danmarks Tekniske ...

Matematisk Model for Mavesækkens Tømning - Danmarks Tekniske ... Matematisk Model for Mavesækkens Tømning - Danmarks Tekniske ...

26.07.2013 Views

40 Kantfindingsprogram Figur 4.15: Elashoffs model antager at mavesækken tømmes via en power eksponentialfunktion, samt at tarmene best˚ar af en enkelt enhed med en konstant absorptionsrate. 4.3.2 Elashoff modellen Elashoffs model antager, at mavesækken tømmes via en power eksponentialfunktion (Gempt). Endvidere modelleres tarmene ved hjælp af én enhed (qgut) med en konstant absorptionsrate (kabs), se figur 4.15. Dette kan modelleres som et system best˚aende af 2 differentialligninger, som er givet ved (4.6)-(4.7) [7]. Gempt(t) = ˙qduo(t) = D · β · k β · t β−1 · e −(kt)β (4.6) ˙qgut(t) = −kabs · qgut(t) + ˙qduo(t) (4.7) hvor D er massen af indtaget glukose, qduo er massen af glukose i tolvfingertarmen og qgut er massen af glukose i tarmene. Konstanten β er en form faktor, mens konstanterne k og kabs er hastighedsrater givet i enheden 1/min, hvor k er mavens tømningsrate og kabs er absorptionsrate fra tarmen. Heraf ses det, at massen af glukose i mavesækken m˚a være mængden af indtaget glukose fratrukket massen af glukose i tolvfingertarmen. I symboler kan det udtrykkes som vist i (4.8). qsto(t) = D − qduo(t) (4.8) I figur 4.16 ses et plot af mavens relative indhold som funktion af tiden, hvor parametrene k og β er valgt s˚aledes, at kurven passer bedst muligt med data fra

4.3 Mavesækkens tømning 41 Figur 4.16: Plot af det relative indhold i mavesækken som funktion af tiden. ventrikeltømningsundersøgelsen, se tabel 4.2. Funktionen fmincon er benyttet til at finde de parameterværdier som minimerer qsto − qdata. Det fremg˚ar af figur 4.16, at modellen passer rigtig flot med datapunkterne de første 300 minutter. Herefter passer modellen d˚arligt med data. Det skal dog bemærkes, at der er et problem med Elashoffs model, idet tiden fremg˚ar eksplicit af (4.6)-(4.8). I simuleringssammenhænge ønsker man ikke, at tiden fremg˚ar eksplicit, da det s˚a er nemmere at give m˚altider p˚a forskellige tidspunkter. Symbol Optimized value Unit k 0.0065 1/min β 1.8661 - Tabel 4.2: Værdier for parametrene i Elashoff modellen. 4.3.3 Goetze modellen Goetzes model best˚ar af én ligning, som er givet ved (4.9). Funktionen er lavet som en lineær eksponentialfunktion og er en videreudvikling af Elashoffs model,

40 Kantfindingsprogram<br />

Figur 4.15: Elashoffs model antager at mavesækken tømmes via en power eksponentialfunktion,<br />

samt at tarmene best˚ar af en enkelt enhed med en konstant<br />

absorptionsrate.<br />

4.3.2 Elashoff modellen<br />

Elashoffs model antager, at mavesækken tømmes via en power eksponentialfunktion<br />

(Gempt). Endvidere modelleres tarmene ved hjælp af én enhed (qgut)<br />

med en konstant absorptionsrate (kabs), se figur 4.15. Dette kan modelleres som<br />

et system best˚aende af 2 differentialligninger, som er givet ved (4.6)-(4.7) [7].<br />

Gempt(t) = ˙qduo(t) = D · β · k β · t β−1 · e −(kt)β<br />

(4.6)<br />

˙qgut(t) = −kabs · qgut(t) + ˙qduo(t) (4.7)<br />

hvor D er massen af indtaget glukose, qduo er massen af glukose i tolvfingertarmen<br />

og qgut er massen af glukose i tarmene. Konstanten β er en <strong>for</strong>m faktor,<br />

mens konstanterne k og kabs er hastighedsrater givet i enheden 1/min, hvor k<br />

er mavens tømningsrate og kabs er absorptionsrate fra tarmen.<br />

Heraf ses det, at massen af glukose i mavesækken m˚a være mængden af indtaget<br />

glukose fratrukket massen af glukose i tolvfingertarmen. I symboler kan det<br />

udtrykkes som vist i (4.8).<br />

qsto(t) = D − qduo(t) (4.8)<br />

I figur 4.16 ses et plot af mavens relative indhold som funktion af tiden, hvor<br />

parametrene k og β er valgt s˚aledes, at kurven passer bedst muligt med data fra

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!