靳俊 1,2 , 郁磊 1,2 , 靳祯 1,2
  • 1. 山西大学 复杂系统研究所(太原 030006);
  • 2. 山西大学 疾病防控的数学技术与大数据分析山西省重点实验室(太原 030006);
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对于糖尿病患者而言,日常运动是改善其血糖水平的重要途径,但是运动模式(包括运动类型、运动强度、运动时机等)与血糖水平间的定量关系尚不清楚。为了深入研究不同强度下有氧运动与血糖变化间的定量关系,本文利用微分方程方法建立了有氧运动下糖尿病患者血糖代谢数学模型,结合数值仿真方法模拟研究了不同强度(低、中、高)的有氧运动对Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病(T1DM,T2DM)患者血糖变化的影响以及胰岛素输注策略的优化,并在此基础上验证了本文所建立模型的普适性。研究结果表明:(1)高强度的有氧运动会导致低血糖事件(< 3.89 mmol/L)发生,因此应尽量避免;与中等强度相比,尽管低强度的有氧运动对血糖降低速率较慢,停留在高血糖(> 6.11 mmol/L)的时间相对较长,但是整体的血糖风险指标(BGRI)更低;(2)在中等强度有氧运动下,T1DM 和 T2DM 患者优化后的胰岛素输注策略与之前的方案相比分别减少了 50% 和 84% 的胰岛素用量;在低强度有氧运动下,尽管优化后的胰岛素输注策略在用量上与之前的方案基本持平,但是 BGRI 得到了降低;(3)模拟产生的 1 000 名糖尿病患者结果显示,本文所建立的模型及给出的胰岛素输注策略均具有较好的普适性。本文的研究结果有助于定量评估有氧运动对糖尿病患者血糖的影响,从而便于调节和管理运动模式下的血糖。

引用本文: 靳俊, 郁磊, 靳祯. 不同强度有氧运动下糖尿病患者血糖代谢模型仿真研究. 生物医学工程学杂志, 2019, 36(2): 274-280. doi: 10.7507/1001-5515.201805066 复制

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