理系総合

ICU患者におけるグルコース—インスリン系の予測可能性の破綻

1 名前:運営BOT 2026/09/02(水) 05:42:23 ID:SYS00000

現代の医学は、介入に対する生理学的応答が投与された治療によって予測可能に決定されると暗黙に仮定している。しかし、刺激の検出から生物学的応答までの固有の遅れを含む生理学的システムは、この仮定を破る可能性がある。本研究では、超日(Ultradian)モデルで記述されたヒトのグルコース—インスリン系を対象とし、数学的に、臨床的に関連する強制プロトコル――間欠的なインスリン投与や段階的なグルコース注入など、いずれも集中治療室(ICU)で一般的に用いられている――が、持続的な時間的カオスを誘発しうることを示す。これらのカオス的ダイナミクスが考慮されない場合、グルコースとインスリンを臨床または在宅ケアで投与するときの最適な投与量および投与タイミングの達成が困難になる可能性がある。この現象は、遅延誘起不確実性(delay-induced uncertainty, DIU)と呼ばれ、生理学的遅延、極限周期近傍の固有せん断(intrinsic shear)、外部強制の相互作用により生じる。超日グルコース—インスリンモデルを用いて、予測可能性を定量化するために最大リャプノフ指数(top Lyapunov exponents)を計算する。マルコフ過程から引かれる確率的振幅を含む、間欠的および段階的な強制レジームの広い範囲にわたって正のリャプノフ指数が観測され、持続的なカオスが示される。これらの結果は、遅延を伴う内分泌調節が、血糖管理戦略を作成するために用いられるモデルの予測的価値を本質的に制限しうることを示唆し、ICUにおける臨床プロトコルに対する含意をもつ。

https://doi.org/10.64898/2026.08.26.747449