SPINA
(Struktur-Parameter-Inferenz-Ansatz) ist die
Grundlage für eine Klasse berechneter
Biomarker in Endokrinologie, Diabetologie und
Stoffwechselforschung. Die Methode liefert
Schätzmaße für konstante Strukturparameter
endokriner Regelkreise aus gemessenen
Konzentrationen von Hormonen und Metaboliten.
Der zugrundeliegende Algorithmus beruht auf
einer Fließgleichgewichts-Analyse
nichtlinearer Compartment-Modelle.
Die
erste erfolgreiche Anwendung dieses
kybernetischen Verfahrens adressiert die
Schilddrüsenfunktion. Sie erlaubt die in-vivo-Berechnung
der maximalen
Schilddrüsen-Sekretionsleistung (SPINA-GT)
und der Summenaktivität peripherer
Step-Up-Dejodinasen (SPINA-GD) aus einmalig
bestimmten TSH-, (F)T4- und
(F)T3-Konzentrationen (SPINA Thyr).
Eine
zweite Version wurde für die
Insulin-Glukose-Homöostase entwickelt. Sie
liefert die Sekretionsleistung
pankreatischer Betazellen (SPINA-GBeta), ein
Maß für die Insulinrezeptorverstärkung
(SPINA-GR) und einen statischen
Dispositionsindex als Parameter für die
Kreisverstärkung des Regelkreises
(SPINA-DI).
Beide
SPINA-Implementationen wurden in klinischen
Studien auf der Grundlage großer Kohorten
evaluiert.
Sie finden zunehmend Einsatz in
experimentellen Untersuchungen. In klinischen Studien
wurde SPINA Thyr im Laufe der vergangenen
Jahre bei mehr als 10.000 Probanden mit
unterschiedlichen Krankheitsbildern
untersucht. SPINA Carb demonstrierte
in
großen internationalen Kohorten
eine bessere Validität, Reliabilität und
diagnostische Trennschärfe als andere
diagnostische Methoden der Diabetologie.
SPINA
Thyr und SPINA Carb sind freie
Software-Applikationen, die SPINA-GT,
SPINA-GD, SPINA-GBeta, SPINA-GR, SPINA-DI
und andere Parameter der zugehörigen
Regelkreise berechnen. Sie sind auf
der Grundlage einer BSD-Lizenz erhältlich.
Fertig kompilierte ausführbare Programme
stehen für macOS und Windows zur Verfügung.
Für andere Betriebssysteme, z. B. Linux,
Solaris und BSD, ist die Software als
Quellcode in Object Pascal verfügbar. Für
moderne S-Implementierungen, z. B. R, steht
darüber hinaus eine spezielle Version der
Berechnungs-Engine zur Verfügung.
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