I sistemi metabolici sono complessi e le variabili e i parametri cruciali per il loro funzionamento non sono accessibili alla misura diretta. Le metodologie e tecnologie della bioingegneria sono quindi di fondamentale importanza per l'analisi quantitativa di tali sistemi. La Scuola presenta le metodologie e tecnologie della bioingegneria che consentono una migliore comprensione del funzionamento dei sistemi metabolici nello stato di salute ed il loro controllo in patologia. Il target applicativo è il sistema di controllo glucosio-insulina. Tale sistema è infatti non solo vitale per il funzionamento dell'organismo, ma è anche un prototipo di sistema complesso. Infine il suo malfunzionamento è causa di una patologia cronica ad altissima rilevanza socioeconomica, il diabete.
Introduzione - fisiologia: il metabolismo umano: fondamenti - misure: misure whole-body e regionali del glucosio, la tomografia ad emissione di positroni, la risonanza magnetica nucleare - fisiopatologia: il diabete mellito - segnali: analisi di serie temporali, stima di secrezioni di ormoni e produzione di substrati mediante deconvoluzione, deconvoluzione: il software STODEC - modelli: modelli classici, modelli a parametri distribuiti, modelli comportamentali, identificazione e validazione di modelli, progetto e analisi si esperimenti di identificazione: le funzioni di sensitività, identificabilità a priori di modelli compartimentali: il software SAAM II, progetto del campionamento ottimo: il software OSSMIMO, modellistica dell’insulina, modellistica del glucosio, modellistica da immagini - controllo: la terapia del diabete mellito, controllo in anello chiuso del diabete insulino-dipendente, sensori per il glucosio, controllo in anello parzialmente chiuso del diabete insulino-dipendente: le tecnologie dell’informazione a supporto della terapia convenzionale.
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