Comparaison du modèle d’Ikeda avec le modèle de Guyton.

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1 Comparaison du modèle d’Ikeda avec le modèle de Guyton

2 Observations globales  Comparaison complexe car les noms des variables sont différents  Nécessaire de définir/uniformiser les notations souhaitées Ex. Concentrations : XKE ou CKE ? Débits : YKIN ou KID YPLC ou DPC  Comparaison des équations / transcriptions mathématiques des 2 modèles

3 Observations globales 1/3 (petite moitié) des variables d’Ikeda sont directement représentées dans le modèle de Guyton  Même définition de la variable et expression parfaitement identique dans les 2 modèles  Même définition de variable mais expressions différentes –Variables constantes dans Ikeda et pas dans Guyton –Expression simplifiée, moins détaillée dans Ikeda que dans Guyton –Expression simplifiée, moins détaillée dans Guyton que dans Ikeda Plus rare –Expressions différentes (« boîtes noires ») Un grand nombre de variables de Guyton ne sont pas représentées dans Ikeda Des variables d’Ikeda ne sont pas représentées dans Guyton

4 Observations plus fines Bloc 1 d’Ikeda : Cardiovascular system  Enormément réduit par rapport à la « circulatory loop – Blood » de Guyton  Pressions et débit cardiaque sont exprimés linéairement en fonction du volume de sang  Aucun détail sur les ventricules/oreillettes droit(e)/gauche Bloc 2 d’Ikeda : Respiration  Beaucoup plus détaillé dans Ikeda / quasiment inexistant dans Guyton  Ventilation  pH du sang  Quantités d’O 2 et de CO 2

5 Observations plus fines Bloc 3 d’Ikeda : Extracellular space  Très proche de « Conservation and Flows » - Water/Protein de Guyton  VB, VP, VEC, concentrations et quantités de protéines Bloc 4 d’Ikeda : Intracellular space & electrolytes  Des points communs avec « Conservation and Flows » - Ions de Guyton mais expressions parfois différentes  concentrations et quantités de potassium, sodium  En plus dans Ikeda  concentrations et quantités de glucose, urée, mannitol Bloc 5 d’Ikeda : Kidney 2  Détails des concentrations ioniques, inexistantes dans Guyton  Calcium, magnésium, sulphate, phosphate, chlorure, acide organiques, bicarbonate

6 Observations plus fines Bloc 6 d’Ikeda : Kidney 1  En + dans Ikeda  pH d’urine  Détails d’autres concentrations ioniques, inexistantes dans Guyton : Ammonium  Variables existantes dans Guyton et Ikeda mais calcul différent  Taux d’excrétion rénale de sodium et de potassium  Débit d’urine Bloc 7 d’Ikeda : Controller of renal function  Variables existantes dans Guyton et Ikeda mais expressions pas forcément similaires  Aldostérone  Hormone antidiurétique

7 Conclusion Différences majeures entre les 2 modèles  Ikeda  Ventilation  CO 2  pH (sang, urine)  Détail des concentrations de divers ions (phosphate, sulfate, ammonium, glucose, chlorure, calcium, magnésium, …)  Guyton  Dynamiques différentes  Stress  Autorégulation  Distinction muscles ou non

8 Simulations croisées DIFFICILE de croiser les simulations  Pour la plupart des simulations, les variables d’entrée considérées dans l’un des modèles n’existent pas dans l’autre !  On doit pouvoir tester  l’expérience 1 d’Ikeda sous Guyton  les expériences 1, 2 et 4 de Guyton sous Ikeda, à condition d’introduire les paramètres d’entrée REK, DPO et FIS  Plus complexe pour les autres expériences

9 Simulations Guyton =>Ikeda Tester les 4 expériences de Guyton avec le modèle d’Ikeda  Expérience 1 : Hypertension in a salt loaded, renal deficient patient  Le facteur REK (% of normal renal function) n’existe pas pour Ikeda : Nécessaire de l’introduire ! Comment ? Intervient surtout dans la « circulatory loop » de Guyton, dans de nombreuses équations qui n’existent pas dans Ikeda  NID (rate of sodium intake) = YNIN  Réponses –VEC/VEC : volume of extracellular fluid –VB/VB : volume of blood –AU : overall activity of autonomic system, ratio to normal –QLO/QCO : cardiac output –RTP/RTOT : total peripheral resistance (constante dans Ikeda !) –PA/PAS : aortic pressure –ANC : angiotensin concentration –VUD/QWU : rate of urinary output

10 Simulations Guyton => Ikeda Tester les 4 expériences de Guyton avec le modèle d’Ikeda  Expérience 2 : Nephrosis due to protein loss by plasma  Le facteur DPO (rate of loss of plasma protein) n’existe pas directement pour Ikeda  Facile à introduire car il intervient dans une équation présente dans les 2 modèles=> A TESTER !  Réponses –VUD/QWU : rate of urinary output –VG : volume of interstitial fluid gel –VTS/VIF : interstitial fluid volume (VTS=VIF+VG) –VP/VP : plasma volume –PRP/ZPP : plasma protein content –PIF/PIF : interstitial fluid pressure –PA/PAS : aortic pressure –QLO/QCO : cardiac output en +

11 Expérience 2 Guyton

12 Simulations Guyton => Ikeda Tester les 4 expériences de Guyton avec le modèle d’Ikeda  Expérience 3 : Severe muscle exercise  Le facteur EXC (level of exercise) n’existe pas directement pour Ikeda  Les facteurs A4K, Z et I3 (dynamiques différentes) n’existent pas dans Ikeda  Réponses –VUD/QWU : rate of urinary output –PVO : muscle venous Poz (sensitivity of long-term autoregulation) –PMO : muscle cell Poz –PA/PAS : aortic pressure –AUP –QLO/QCO : cardiac output –BFM : muscle blood flow –MMO : rate of oxygen utilization by muscle cells

13 Simulations Guyton => Ikeda Tester les 4 expériences de Guyton avec le modèle d’Ikeda  Expérience 4 : Atrioventricular fistule  Le facteur FIS (fistula conductance factor) n’existe pas pour Ikeda : Nécessaire de l’introduire ! Comment ? Équation de Guyton : QAO=BFN+BFM+RBF+(PA-PRA)*FIS  Réponses –VEC/VEC : volume of extracellular fluid –VB/VB : volume of blood –AU : overall activity of autonomic system, ratio to normal –QLO/QCO : cardiac output –RTP/RTOT : total peripheral resistance… (constante dans Ikeda !) –PA/PAS : aortic pressure –HR : heart rate –ANC : angiotensin concentration –VUD/QWU : rate of urinary output

14 Simulations Ikeda => Guyton Tester les expériences d’Ikeda avec le modèle de Guyton  Expérience 1 : Figure 10 Water loading => A TESTER !  QIN (rate of drinking) = TVD  Réponses –QWU/ VUD : rate of urinary output –VP / VP : plasma volume –VEC/VEC : volume of extracellular fluid –VIC/VIC : volume of intracellular fluid –OSMP : osmolality –VIF/VTS : interstitial fluid volume (VTS=VIF+VG) –PAS/PA : aortic pressure –STBC : standard bicarbonate at pH=7.4 –ADH/AHM : effect of antidiuretic hormone (ratio to normal) –ALD/AM : effect of aldosterone (ratio to normal)

15 Simulations Ikeda => Guyton Tester les expériences d’Ikeda avec le modèle de Guyton  Expérience 1 : Figure 10 Saline Infusion  Les facteurs QVIN (rate of intravenous water input) et YCLI (intake rate of chloride) n’existent pas directement pour Guyton  YNIN (intake rate of sodium) = NID  Réponses –QWU/ VUD : rate of urinary output –VP / VP : plasma volume –VEC/VEC : volume of extracellular fluid –VIC/VIC : volume of intracellular fluid –OSMP : osmolality –VIF/VTS : interstitial fluid volume (VTS=VIF+VG) –PAS/PA : aortic pressure –STBC : standard bicarbonate at pH=7.4 –ADH/AHM : effect of antidiuretic hormone (ratio to normal) –ALD/AM : effect of aldosterone (ratio to normal)

16 Simulations Ikeda => Guyton Tester les expériences d’Ikeda avec le modèle de Guyton  Expérience 2 : Figure 11 Response to the inhalation of 5% CO 2  La variable d’entrée FCOI (volume fraction of CO 2 in dry inspired gas) et les sorties VI (ventilation) et PCOA (CO 2 tensions in alveoli) n’existent pas dans le modèle de Guyton  Expérience 2 : Tables 1 et 2 Response to increased CO 2 and decreased O 2  La variable d’entrée FCOI (volume fraction of CO 2 in dry inspired gas) et la sortie VI (ventilation) n’existent pas dans le modèle de Guyton  Expérience 3 : Figure 12 Glucose metabolism and potassium  Les variable d’entrée YGLI (intake rate of glucose) n’existe pas dans le modèle de Guyton

17 Simulations Ikeda => Guyton Tester les expériences d’Ikeda avec le modèle de Guyton  Expérience 4 : Tables 3 et 4 Metabolic acid-base disturbances and intracellular buffering  Pour l’acidose métabolique, la variable d’entrée YCLI (intake rate of chloride) n’existe pas dans le modèle de Guyton  Pour l’acidose et l’alcalose métaboliques, la plupart des sorties observées n’existent pas dans le modèle de Guyton : VI (ventilation), PCOA (CO 2 tensions in alveoli), PHA (pH of arterial blood), ZCLE (ECF chloride content)…  Expérience 5 : Figure 13 Respiratory acid-base disturbances and compensation by the kidney  Les entrées et les sorties n’existent pas dans le modèle de Guyton : VI (ventilation), PCOA (CO 2 tensions in alveoli), PHA (pH of arterial blood) et XCO3 (ECF bicarbonate concentration)