范式化葡萄糖-胰岛素模型的延迟诱导不确定性
动力系统
2021-04-15 v4 适应与自组织系统
摘要
重症监护病房的医疗实践基于这样一种假设：诸如人体葡萄糖-胰岛素系统之类的生理系统是可预测的。我们证明，葡萄糖-胰岛素系统内的延迟可诱导持续的时间混沌，使系统不可预测。具体而言，我们对Ultradian葡萄糖-胰岛素模型展示了此类混沌。这一经过充分验证的有限维模型将反馈延迟表示为三阶段滤波器。利用光滑动力系统中秩一映射理论，我们精确解释了由此产生的延迟诱导不确定性（DIU）的本质。我们开发了一种可用于在一般振荡动力系统中诊断DIU的方案。对于无限维延迟系统，不存在秩一映射理论的类似物。尽管如此，我们通过展示线性剪切流的持续时间混沌，表明编码于DIU方案中的几何原理适用于此类系统。由于延迟在数学生理学中无处不在，我们的结果具有潜在的广泛适用性。
引用
@article{arxiv.2007.09309,
title = {Delay-Induced Uncertainty for a Paradigmatic Glucose-Insulin Model},
author = {Bhargav Karamched and George Hripcsak and Dave Albers and William Ott},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.09309},
year = {2021}
}
备注
19 pages; 9 figures