Skip to main content

2012 | OriginalPaper | Buchkapitel

Simulating Insulin Infusion Pump Risks by In-Silico Modeling of the Insulin-Glucose Regulatory System

verfasst von : Sriram Sankaranarayanan, Georgios Fainekos

Erschienen in: Computational Methods in Systems Biology

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

We present a case study on the use of robustness-guided and statistical model checking approaches for simulating risks due to insulin infusion pump usage by diabetic patients. Insulin infusion pumps allow for a continuous delivery of insulin with varying rates and delivery profiles to help patients self-regulate their blood glucose levels. However, the use of infusion pumps and continuous glucose monitors can pose risks to the patient including chronically elevated blood glucose levels (hyperglycemia) or dangerously low glucose levels (hypoglycemia).

In this paper, we use mathematical models of the basic insulin-glucose regulatory system in a diabetic patient, insulin infusion pumps, and the user’s interaction with these pumps defined by commonly used insulin infusion strategies for maintaining normal glucose levels. These strategies include common guidelines taught to patients by physicians and certified diabetes educators and have been implemented in commercially available insulin bolus calculators. Furthermore, we model the failures in the devices themselves along with common errors in the usage of the pump. We compose these models together and analyze them using two related techniques: (a) robustness guided state-space search to explore worst-case scenarios and (b) statistical model checking techniques to assess the probabilities of hyper- and hypoglycemia risks. Our technique can be used to identify the worst-case effects of the combination of many different kinds of failures and place high confidence bounds on their probabilities.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Metadaten
Titel
Simulating Insulin Infusion Pump Risks by In-Silico Modeling of the Insulin-Glucose Regulatory System
verfasst von
Sriram Sankaranarayanan
Georgios Fainekos
Copyright-Jahr
2012
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-33636-2_19