A Cortisol-Based Energy Decoder for Investigation of Fatigue in Hypercortisolism
A Cortisol-Based Energy Decoder for Investigation of Fatigue in Hypercortisolism
复制标题
用于研究皮质醇增多症疲劳的基于皮质醇的能量解码器
DOI：
10.1109/embc.2019.8857658
复制
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Faghih, Rose T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wickramasuriya, Dilranjan S.;Faghih, Rose T.
荷尔蒙在动态平衡中起着至关重要的作用。我们开发了一个状态空间模型，将人体内部能量与皮质醇激素分泌联系起来。皮质醇以脉搏形式分泌，并遵循24小时昼夜节律。分泌事件计时携带有关发生的内部反馈信号的重要信息，以及上下血清皮质醇水平。我们将内部能量状态变量与皮质醇脉冲计时以及上下血清皮质醇包膜联系起来。我们推导了状态估计的贝叶斯滤波方程，并使用期望最大化算法来恢复模型参数。多天模拟数据的结果显示，健康受试者的昼夜节律能量变化，以及皮质醇增多症患者模型的24小时内的非昼夜波动。这一结果为为什么被诊断为皮质醇过多障碍的患者经常出现白天疲劳和夜间睡眠障碍的症状提供了新的线索。状态空间模型也是设计闭环控制器的重要的第一步，该控制器以一种紧密模拟人体自身脉动反馈机制的方式治疗与激素相关的疾病。
Hormones play a fundamental role in homeostasis. We develop a state-space model relating the body's internal energy to cortisol hormone secretions. Cortisol is secreted in pulses and follows a 24 h circadian rhythm. Secretory event timings carry important information regarding internal feedback signaling taking place, as do the upper and lower serum cortisol levels. We relate an internal energy state variable to cortisol pulse timings and to the upper and lower serum cortisol envelopes. We derive Bayesian filter equations for state estimation and use the Expectation-Maximization algorithm for model parameter recovery. Results on multi-day simulated data show circadian energy variations in healthy subjects and non-circadian fluctuations throughout 24 h periods in patient models suffering from hypercortisolism. The results shed new light on why patients diagnosed with excess cortisol disorders frequently experience symptoms of daytime fatigue and sleep disturbances at night. The state-space model is also an important first step towards the design of closed-loop controllers for treating hormone-related disorders in a manner that closely emulates the body's own pulsatile feedback mechanisms.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.8
作者：
D'Angelo, Valentina;Beccuti, Guglielmo;Arvat, Emanuela
通讯作者：
Arvat, Emanuela
用于动态跟踪多种行为和神经生理学测量的学习的混合过滤算法
DOI：
--
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
--
作者：
T. Coleman;M. Yanike;W. Suzuki;E. Brown
通讯作者：
E. Brown
影响因子：
4.3
作者：
Faghih RT;Dahleh MA;Brown EN
通讯作者：
Brown EN
组织植入式皮质醇传感器的药代动力学模型
影响因子：
10
作者：
M. A. Lee;N. Bakh;G. Bisker;E. Brown;M. Strano
通讯作者：
M. Strano
库欣病患者促肾上腺皮质激素和皮质醇分泌的脉动和基础模式的联合放大：肾上腺反应性下降的证据。
影响因子：
5.8
作者：
G. V. D. Berg;Marijke Frölich;J. D. Veldhuis;F. Roelfsema
通讯作者：
F. Roelfsema