Dispositionsindex

2024-12-22T20:04:08Z

92.200.190.231: Prädiktive Aspekte ergänzt.

[[Datei:Glucoregulatory hyperbola.png|alternativtext=Hyberbolic relationship between insulin sensitivity and beta cell function showing dynamical compensation in „healthy“ insulin resistance (transition from A to B) and the evolution of type 2 diabetes mellitus (transition from A to C).|mini|Hyperbolischer Zusammenhang zwischen Insulinsensitivität und Betazellfunktion mit dynamischer Kompensation bei „gesunder“ Insulinresistenz (Übergang vom Punkt A zum Punkt B) und Entwicklung eines Diabetes mellitus Typ 2 (Übergang vom Punkt A zum Punkt C). Dispositionsmetriken integrieren die Betazellfunktion und die Insulinsensitivität, so dass die Ergebnisse über dynamische Kompensation konstant bleiben. Geändert nach Cobelli et al. 2007 und Hannon et al. 2018<ref name="Cobelli_2007">{{Cite journal |last=Cobelli |first=C |last2=Toffolo |first2=GM |last3=Dalla Man |first3=C |last4=Campioni |first4=M |last5=Denti |first5=P |last6=Caumo |first6=A |last7=Butler |first7=P |last8=Rizza |first8=R |title=Assessment of beta-cell function in humans, simultaneously with insulin sensitivity and hepatic extraction, from intravenous and oral glucose tests. |work=American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism |issue=1 |volume=293 |pages=E1–E15 |date=2007-07 |doi=10.1152/ajpendo.00421.2006 |pmid=17341552 |language=en}}</ref><ref name="Hannon_2018">{{Cite journal |last=Hannon |first=TS |last2=Kahn |first2=SE |last3=Utzschneider |first3=KM |last4=Buchanan |first4=TA |last5=Nadeau |first5=KJ |last6=Zeitler |first6=PS |last7=Ehrmann |first7=DA |last8=Arslanian |first8=SA |last9=Caprio |first9=S |last10=Edelstein |first10=SL |last11=Savage |first11=PJ |last12=Mather |first12=KJ |last13=RISE |first13=Consortium |title=Review of methods for measuring β-cell function: Design considerations from the Restoring Insulin Secretion (RISE) Consortium. |work=Diabetes, Obesity & Metabolism |issue=1 |volume=20 |pages=14–24 |date=2018-01 |doi=10.1111/dom.13005 |pmid=28493515 |pmc=6095472 |language=en}}</ref>.]]

Der '''Dispositionsindex''' ist ein Maß für die [[Kreisverstärkung]] des [[Insulin-Glukose-Regelkreis]]es. Er ist definiert als das Produkt aus der [[Insulinsensitivität]] und der [[Insulin]]menge, die als Antwort auf eine [[Glucose|Glukosebelastung]] ausgeschüttet wird<ref name="pmid11815482">{{Cite journal |vauthors=Bergman RN, Ader M, Huecking K, Van Citters G |title=Accurate assessment of beta-cell function: the hyperbolic correction |work=[[Diabetes (journal)|Diabetes]] |issue=Supp 1 |volume=51 |pages=S212–S220 |year=2002 |doi=10.2337/diabetes.51.2007.s212 |pmid=11815482 |url=https://diabetesjournals.org/diabetes/article/51/suppl_1/S212/11677/Accurate-Assessment-of-Cell-FunctionThe-Hyperbolic |language=en}}</ref><ref name="Ferrannini_and_Mari_2004">{{Cite journal |last=Ferrannini |first=E |last2=Mari |first2=A |title=Beta cell function and its relation to insulin action in humans: a critical appraisal. |work=Diabetologia |issue=5 |volume=47 |pages=943-56 |date=2004-05 |doi=10.1007/s00125-004-1381-z |pmid=15105990 |language=en}}</ref>. „Metabolisch gesunde“ Personen mit [[Insulinresistenz]] können dank erhöhter Insulinsekretion einen normalen [[Blutzucker]] halten, solange die [[Betazellen]] der [[Bauchspeicheldrüse]] in der Lage sind, ihre Sekretionsleistung zu erhöhen, um die zunehmende Insulinresistenz zu kompensieren. Das Verhältnis zwischen dem Anstieg der Plasma-Insulinkonzentration und dem Anstieg des Blutzuckerspiegels liefert ein besseres Maß für die Betazellfunktion als die Insulinantwort auf eine Glukosebelastung<ref name="pmid19336687">{{Cite journal |last=Defronzo RA |title=Banting Lecture. From the triumvirate to the ominous octet: a new paradigm for the treatment of type 2 diabetes mellitus |work=[[Diabetes (journal)|Diabetes]] |issue=4 |volume=58 |pages=773–795 |year=2009 |doi=10.2337/db09-9028 |pmid=19336687 |pmc=2661582 |url=https://diabetes.diabetesjournals.org/content/58/4/773.long |language=en}}</ref>. Ein Funktionsverlust der Betazellen, der ihre Fähigkeit einschränkt, eine Insulinresistenz zu kompensieren, führt zu einem niedrigeren Dispositionsindex<ref name="pmid11815482" />.

== Bestimmungsmethoden ==
Der Dispositionsindex kann aus Daten gewonnen werden, die Informationen über die Insulinempfindlichkeit und die Betazellfunktion liefern.

Zu den geeigneten Quellen zählen:

* [[Glucose clamp technique|Glucose-Clamp-Untersuchungen]]<ref name="Shah2016">{{cite journal |last1=Shah |first1=SS |last2=Ramirez |first2=CE |last3=Powers |first3=AC |last4=Yu |first4=C |last5=Shibao |first5=CA |last6=Luther |first6=JM |title=Hyperglycemic clamp-derived disposition index is negatively associated with metabolic syndrome severity in obese subjects. |journal=Metabolism: clinical and experimental |date=2016-06 |volume=65 |issue=6 |pages=835-42 |doi=10.1016/j.metabol.2016.02.011 |pmid=27173462 |language=en}}</ref>
* Intravenöser Glukosetoleranztest mit engem Messraster (frequently-sampled intravenous glucose tolerance testing, fsIGT)<ref name="Cobelli_2007"/>
* [[Oraler Glukosetoleranztest]] mit engem Messraster (frequently-sampled oral glucose tolerance testing, fsOGT)<ref name="Matsuda_1999">{{Cite journal |last=Matsuda |first=M |last2=DeFronzo |first2=RA |title=Insulin sensitivity indices obtained from oral glucose tolerance testing: comparison with the euglycemic insulin clamp. |work=Diabetes care |issue=9 |volume=22 |pages=1462-70 |date=1999-09 |doi=10.2337/diacare.22.9.1462 |pmid=10480510 |language=en}}</ref><ref name="DeFronzo 2010">{{Cite journal |last=DeFronzo |first=RA |last2=Matsuda |first2=M |title=Reduced time points to calculate the composite index. |work=Diabetes care |issue=7 |volume=33 |pages=e93 |date=2010-07 |doi=10.2337/dc10-0646 |pmid=20587713 |language=en}}</ref>
* Gleichzeitige Bestimmung von Nüchtern-Insulin und -Glukose mit mathematischer Modellierung (Strukturparameter-Inferenz-Ansatz, SPINA)<ref name="Dietrich_2024">{{Cite journal |last=Dietrich |first=Johannes W. |last2=Abood |first2=Assjana |last3=Dasgupta |first3=Riddhi |last4=Anoop |first4=Shajith |last5=Jebasingh |first5=Felix K. |last6=Spurgeon |first6=R. |last7=Thomas |first7=Nihal |last8=Boehm |first8=Bernhard O. |title=A novel simple disposition index (SPINA‐DI) from fasting insulin and glucose concentration as a robust measure of carbohydrate homeostasis |work=Journal of Diabetes |date=2024-01-02 |doi=10.1111/1753-0407.13525 |pmid=38169110 |language=en}}</ref>

Wenn eine Clamp-Untersuchung herangezogen wird, dann ist der Dispositionsindex als Produkt aus der Fläche unter der Insulin-Antwortkurve (<math>AUC_{\Delta Insulin}</math>) und dem Insulin-Empfindlichkeitsindex (''ISIClamp'', durchschnittliche Glukose-Infusionsrate geteilt durch mittlere Insulinkonzentration) mit

<math>DI_{Clamp}=AUC_{\Delta Insulin} \cdot ISI_{Clamp}</math>

definiert<ref name="Shah2016"/>.

Die Bestimmung eines Dispositionsindex auf der Grundlage eines fsIGT erfordert es, die Zeitreihen der Insulin- und Glukosekonzentrationen mit dem minimalen Modell der Insulin-Glukose-Homöostase nach Bergman und Cobelli abzugleichen<ref name="Bergman_2020">{{cite journal |last1=Bergman |first1=RN |title=Origins and History of the Minimal Model of Glucose Regulation. |journal=Frontiers in endocrinology |date=2020 |volume=11 |pages=583016 |doi=10.3389/fendo.2020.583016 |pmid=33658981 |language=en}}</ref>. Der Dispositionsindex wird dann mit

<math>{DI}_{fsIGT}={\varphi }_{1}\cdot{S}_{I}</math>

aus der ersten Phase der Insulinantwort auf die Glukoseinjektion (<math>{\varphi }_{1}</math>) und dem Insulinempfindlichkeitsindex (''SI'')<ref name="Bergman_2020"/> berechnet.

Aus den Ergebnissen eines oralen Glukosetoleranztests kann ein Dispositionsindex mit

<math>{DI}_{fsOGT}=IGI\cdot ISI_{composite}</math>

aus dem „Insulinogenic Index“ (''IGI'') und dem Insulinsensitivitätsindex (''ISIcomposite'')<ref name="Matsuda_1999"/><ref name="DeFronzo 2010"/> ermittelt werden.

Der statische Dispositionsindex auf der Grundlage von Nüchternwerten (SPINA-DI) ergibt sich als Produkt aus der Sekretionsleistung pankreatischer Betazellen (<math>G_\beta</math> oder [[SPINA-GBeta]]) und der Insulinrezeptorverstärkung (<math>G_R</math> oder [[SPINA-GR]]) mit

<math>DI_f = G_\beta \cdot G_R</math><ref name="Dietrich_2024"/>.

Die vier Methoden liefern leicht unterschiedliche Information. Obwohl die Ergebnisse von Clamp-, fsIGT-, fsOGT- und SPINA-basierten Dispositionsindices signifikant miteinander korrelieren, ist die Stärke der Korrelation (Bestimmtheitsmaß) nur beschränkt<ref>{{Cite journal |last=Retnakaran |first=R |last2=Qi |first2=Y |last3=Goran |first3=MI |last4=Hamilton |first4=JK |title=Evaluation of proposed oral disposition index measures in relation to the actual disposition index. |work=Diabetic medicine : a journal of the British Diabetic Association |issue=12 |volume=26 |pages=1198-203 |date=2009-12 |doi=10.1111/j.1464-5491.2009.02841.x |pmid=20002470 |language=en}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Sjaarda |first1=LG |last2=Bacha |first2=F |last3=Lee |first3=S |last4=Tfayli |first4=H |last5=Andreatta |first5=E |last6=Arslanian |first6=S |title=Oral disposition index in obese youth from normal to prediabetes to diabetes: relationship to clamp disposition index. |journal=The Journal of pediatrics |date=2012-07 |volume=161 |issue=1 |pages=51-7 |doi=10.1016/j.jpeds.2011.12.050 |pmid=22325254 |language=en}}</ref>. Im direkten Vergleich hatte der SPINA-basierte Dispositionsindex (SPINA-DI) eine höhere diagnostische Trennschärfe für die Diagnose eines Diabetes mellitus als der oGTT-basierte Dispositionsindex nach Matsuda und DeFronzo<ref name="Dietrich_2024"/>.

== Klinische Bedeutung ==
Der Dispositionsindex wird als Maß für die Betazellfunktion und als integrierter Marker für die Fähigkeit des Organismus, eine Glukosebelastung auszugleichen, verwendet. Ein niedrigerer Dispositionsindex sagt den Übergang von der „metabolisch gesunden“ Insulinresistenz zum [[Diabetes mellitus]] voraus<ref name="pmid20805282">{{Cite journal |vauthors=Lorenzo C, Wagenknecht LE, Rewers MJ, Karter AJ, Bergman RN, Hanley AJ, Haffner SM |title=Disposition index, glucose effectiveness, and conversion to type 2 diabetes: the Insulin Resistance Atherosclerosis Study (IRAS) |work=[[Diabetes Care]] |issue=9 |volume=33 |pages=2098–2103 |year=2011 |doi=10.2337/dc10-0165 |pmid=20805282 |pmc=2928371 |language=en}}</ref>. Anders als die Insulinresistenz kann der Dispositionsindex einen Diabetes mellitus Typ 2 bei Personen mit normalen Blutzuckerspiegeln und ohne familiäres Diabetesrisiko vorhersagen<ref name="pmid12591951">{{Cite journal |vauthors=Goldfine AB, Bouche C, Parker RA, Kim C, Kerivan A, Soeldner JS, Martin BC, Warram JH, Kahn CR |title=Insulin resistance is a poor predictor of type 2 diabetes in individuals with no family history of disease |work=[[Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America]] |issue=5 |volume=100 |pages=2724–2729 |year=2003 |doi=10.1073/pnas.0438009100 |pmid=12591951 |bibcode=2003PNAS..100.2724G |pmc=151408 |language=en}}</ref>.

Der Dispositionsindex kann bei [[Ausdauertraining|aerobem Training]] ansteigen, aber nur insofern als sich eine Insulinresistenz bessert<ref name="pmid23966244">{{Cite journal |vauthors=Solomon TP, Malin SK, Karstoft K, Kashyap SR, Haus JM, Kirwan JP |title=Pancreatic β-cell function is a stronger predictor of changes in glycemic control after an aerobic exercise intervention than insulin sensitivity |work=[[The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism]] |issue=10 |volume=98 |pages=4176–4186 |year=2013 |doi=10.1210/jc.2013-2232 |pmid=23966244 |pmc=3790622 |language=en}}</ref>.

== Prädiktive Aspekte ==
In einer Längsschnittauswertung der [[National Health and Nutrition Examination Survey|NHANES]]-Studie, einer großen bevölkerungsbasierten Stichprobe aus den USA, sagte ein reduzierter statischer Dispositionsindex (SPINA-DI) die Mortalität über 10 Jahre signifikant voraus.<ref>{{cite journal |last1=Dietrich |first1=Johannes W. |title=P4-Endokrinologie – Kybernetische Perspektiven eines neuen Ansatzes |journal=Leibniz Online |date=2024 |volume=54 |doi=10.53201/LEIBNIZONLINE54 |url=https://leibnizsozietaet.de/wp-content/uploads/2024/12/03_03_Kybernetik-2024_DietrichLeibniz-Online-Fachbeitrag.pdf}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[SPINA-GBeta]]
* [[SPINA-GR]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Diagnostisches Verfahren in der Diabetologie]]
[[Kategorie:Diagnostisches Verfahren in der Endokrinologie]]
[[Kategorie:Biomedizinische Kybernetik]]
[[Kategorie:Labormedizinisches Untersuchungsverfahren]]

The Analog Thing

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92.200.190.231: /* Öffentliche Wahrnehmung */ Gallerie ergänzt

{{Infobox Heimcomputer
| Name = The Analog Thing
| Bild = [[Datei:THE ANALOG THING.jpg|280px]]
| Hersteller = [[anabrid]]
| Typ = [[Analogrechner]]
| Veröffentlichung = 2021
| CPU = (entfällt)
| RAM = (entfällt)
| Grafik = (Ausgabe auf Oszilloskop)
| Sound = (entfällt)
| Datenträger = (entfällt)
| Betriebssystem = (entfällt)
| Vorgänger =
| Nachfolger =
}}

'''The Analog Thing''' (Eigenschreibweise "THE ANALOG THING", Abkürzung '''THAT''') ist ein kleiner universeller [[Analogrechner]], der von der [[anabrid]] GmbH hergestellt wird<ref>{{Cite journal |last=Cass |first=Stephen |title=A Brand New Analog Computer: Go Beyond Digital with the THAT |work=IEEE Spectrum |issue=01 |volume=61 |pages=16–18 |date=2024-01 |doi=10.1109/MSPEC.2024.10380472 |language=en}}</ref><ref>{{Cite journal |last=Ulmann |first=Bernd |title=Beyond zeros and ones – analog computing in the twenty-first century |work=International Journal of Parallel, Emergent and Distributed Systems |issue=2 |volume=39 |pages=139–151 |date=2024-03-03 |doi=10.1080/17445760.2023.2296672 |language=en}}</ref>.

Die Produktion begann im Jahre 2021. Das System ist in erster Linie auf den Wissenschafts- und Bildungsmarkt ausgerichtet<ref name="Ulmann_et_al_2021">{{Cite journal |last=Ulmann |first=Bernd |last2=Koppel |first2=Sven |last3=Killat |first3=Dirk |title=Open Hardware Analog Computer for Education – Design and Application |work=2021 Kleinheubach Conference |pages=1–2 |date=2021-09-28 |doi=10.23919/IEEECONF54431.2021.9598447 |language=en}}</ref><ref name="Valens2024"/>.

Das Konstruktion basiert auf einer offenen Systemarchitektur<ref>{{Internetquelle |autor=heise online |url=https://www.heise.de/news/THAT-The-Analog-Thing-Analogcomputer-aus-Deutschland-9585511.html |titel=THAT: The Analog Thing. Analogcomputer aus Deutschland. |datum=2024-01-02 |sprache=de |abruf=2024-12-04}}</ref>.

== Übersicht ==
The Analog Thing ist mit acht einstellbaren Koeffizienten, fünf analogen [[Operationsverstärker#Integrierer|Integratoren]], fünf [[Summierverstärker|Summierern]], zwei Multiplizierern, zwei Komparatoren und mehreren Invertern, Widerstandsnetzwerken, [[Diode]]n und [[Z-Diode]]n ausgestattet<ref name="Ulmann_2023">{{Cite journal |last=Ulmann |first=Bernd |title=Analog Computing for the 21st Century |work=arXiv |date=2023 |doi=10.48550/arXiv.2309.03971 |language=en}}</ref>.

Der Rechner hat vier analoge Ausgänge, die z. B. mit einem [[Oszilloskop]], [[Analog-Digital-Wandler]]n oder [[Spannungsmessgerät|Voltmetern]] verbunden werden können.

Das System kann mit [[Patchkabel]]n programmiert werden, mit denen Komponenten auf einem [[Steckfeld (Verkabelung)|Steckfeld]] verbunden werden. Darüber hinaus kann es teilweise auch über einen Hybridport von einem [[Digitalrechner]] gesteuert werden.

Wenn eine Anwendung mehr Rechenelemente benötigt als auf einer einzelnen Maschine zur Verfügung stehen, dann können ein oder mehrere THATs über eine spezielle Schnittstelle (MASTER- und MINION-Ports) gekoppelt werden<ref name="Valens2024">{{Cite web |last=Valens |first=Clemens |title=The Analog Thing - The Arduino of Analog Computing? |language=en |date=2024-09-23 |url=https://www.elektormagazine.com/review/the-analog-thing |website=Elektor |access-date=2024-11-27}}</ref>.

== Öffentliche Wahrnehmung ==
Im Jahre 2024 erhielt The Analog Thing für seine Konstruktion den [[iF Design Award]]<ref>{{Cite web |title=iF Design - The Analog Thing |language=en |url=https://ifdesign.com/en/winner-ranking/project/the-analog-thing/638475 |website=ifdesign.com |access-date=2024-11-25}}</ref> und den [[Red Dot Design Award|Red Dot Design-Preis]]<ref name="reddot">{{Cite web |title=Red Dot Design Award: The Analog Thing |url=https://www.red-dot.org/project/the-analog-thing-71148 |website=www.red-dot.org |access-date=2024-11-25 |language=en}}</ref>. Das Red Dot-Komitee stellte in seiner Würdigung die platinenähnliche Erscheinung, die vielfältige Nutzbarkeit und die zukunftsorientierte Konzeption heraus<ref name="reddot" />.

<gallery>
THE ANALOG THING Closeup.jpg|THE ANALOG THING (Detailansicht).
Bolies model on THE ANALOG THING 2.jpg|Modell der Insulin-Glukose-Homöostase nach Bolie, simuliert mit THE ANALOG THING.
Two coupled THE ANALOG THING analog computers.jpg|Zwei Rechner, die über die MASTER/MINION-Schnittstelle gekoppelt sind.
</gallery>

== Weblinks ==
{{Commonscat|THE ANALOG THING}}
* [https://the-analog-thing.org Offizielle Website]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Analog Thing#The}}
[[Kategorie:Analogrechner]]
[[Kategorie:Träger des Red Dot Design Award]]

Wikipedia - Benutzerbeiträge [de]

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