应葵博士中国博士后基金申请标书

应葵博士中国博士后基金申请标书
一、研究内容
针对具有重要理论意义和广泛应用背景的人体葡萄糖代谢过程，利用示踪动力学(tracer kinetics)的方法建立全身的分布式葡萄糖代谢模型，并结合实验室已有的多元非线性心血管系统模型，研究葡萄糖在人体内摄入、排出、合成、分解及相互转化的一系列运动过程，并探索循环状态对代谢状况的影响，对其进行数值模拟预测。具体地讲，本课题的研究内容包括：
1、利用示踪动力学的方法，研究人体主要器官的代谢率参数，构造出全身的葡萄糖代谢模型。标记在化合物上的放射性同位素能够由PET检测，同时它又保持原先化合物在体内的生理学特性。根据血液中的药物浓度和用PET检测出的组织中的药物浓度，再依照所研究对象的生理学和解剖学特性，我们可以开发出合适的房室模型。对人体的每个主要器官和组织建立这种房室模型(或称数学模型)，然后利用循环系统这个连接人体各个器官的纽带将上述模型都联系起来，最后形成一个分布式的全身代谢模型。
2、在以上工作的基础上，用某种初始条件作为上述全身模型的输入函数，模拟出在不同状态下人体的葡萄糖代谢过程。如果在注射的葡萄糖中标记了放射性核素，我们可以根据葡萄糖的代谢过程，计算出各个时刻核素在人体中的分布，从而仿真得到人体器官中核素分布的三维可视化图像。再对比实际的PET成像，我们可以验证上述模型的有效性，同时这种模拟过程也会对PET成像起指导作用,帮助改善PET图像的质量。
3、根据实验室已有的多元非线性心血管系统模型，找出循环系统模型和代谢模型之间的结合点，建立两者之间相互作用的数学模型，从而在特定的心血管状态下预测出人体中葡萄糖代谢的情况。