Hierarchical Simulation. Algorithm for Prediction of Glycemic Profile for Diabetes

• Published in: Cybernetics and computer engineering
• Date: 2020
• Main Authors: Kiforenko, S.I., Vasyliev, I.Yu., Orlenko, V.L., Ivaskiva, K.Yu., Obelets, T.A.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та МОН України 2020
• Subjects: Medical and Biological Cybernetics
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/179363
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Hierarchical Simulation. Algorithm for Prediction of Glycemic Profile for Diabetes / S.I. Kiforenko, I.Yu. Vasyliev, V.L. Orlenko, K.Yu. Ivaskiva, T.A. Obelets // Cybernetics and computer engineering. — 2020. — № 3 (201). — С. 65-86. — Бібліогр.: 54 назв. — англ.

The purpose of the paper is to show the possibility of using hierarchical modeling technology to develop and study glycemic profile prediction algorithm as, to some extent, alternative to continuous monitoring sensors in a context of limited irregular measurements. Results. The program-algorithmic structure for realization of the concept of hierarchical simulation is developed. The possibility of conducting research on models of varying complexity is shown. An algorithm for insulin-glucose tolerance test was synthesized. A procedure for predicting the daily glycemic profile by analytical formulas has been developed, which provides an opportunity to assess the trend of glycemic dynamics as an addition to the irregular glucose measurements with a glucometer. A simulation study, the result of which is the visualization of glycemic profile in a context of expected food intake schedule and compensating insulin doses obtained by the analytical algorithm, was conducted. Мета роботи — показати можливість використання технології ієрархічного моделювання для розроблення і дослідження алгоритму прогнозування глікемічного профілю як, певною мірою, альтернативи давачам неперервного контролю за умови обмежених нерегулярних вимірювань. Результати. Розроблено програмно-алгоритмічну структуру для реалізації концепції ієрархічного моделювання. Показано можливість проведення досліджень на моделях різної складності. Синтезовано алгоритм інсуліно-глюкозо-толерантного тесту. Розроблено процедуру прогнозування добового глікемічного профілю за аналітичними формулами, яка надає можливість оцінити тенденцію динаміки глікемії як доповнення до нерегулярних вимірювань глюкози глюкометром. Проведено імітаційне дослідження, результатом якого є візуалізація глікемічного профілю на тлі передбачуваного регламенту прийому їжі і отриманих за аналітичним алгоритмом компенсувальних доз інсуліну.