SimBiology
Моделирование, симуляция и анализ биологических систем.
Документация
SimBiology предоставляет приложения и программные инструменты для моделирования, симуляции и анализа динамических систем для фармакокинетики и фармакодинамики (PK/PD) и системной биологии. Инструмент предоставляет редактор блок-схем для построения моделей, также модели могут быть созданы программно, с помощью языка MATLAB. SimBiology включает в себя библиотеку общих моделей фармокинетики, которую можно настраивать и интегрировать с моделями биологии механистических систем.
Разнообразные методы исследования моделей позволяют определить оптимальные графики дозирования и предполагаемые цели лекарств в клеточных путях. SimBiology использует обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ) и стохастические решатели для моделирования воздействия лекарственного средства, его эффективности, а также уровней ферментов и метаболитов. Доступно исследование динамики системы и проведение экспериментов с использованием перебора параметров и анализа чувствительности. Данные одного субъекта или населения могут быть использованы для подборки параметров модели.
Модели зданий
Создание количественных фармакологических систем (QSP) , основанных на физиологии фармакокинетических (PBPK) или фармакокинетических/фармакодинамических (PK/PD) моделей.
Указание динамики модели
Редактор блок-схем или программные инструменты для построения моделей QSP, PBPK или PK/PD. Импорт существующих моделей из файлов языка разметки системной биологии (SBML).
Создание вариантов модели
Модели с вариантами используются для хранения набора значений параметров или начальных условий, которые отличаются от конфигурации базовой модели. Простое моделирование виртуальных пациентов, лекарств, альтернативных сценариев и гипотез "что, если" без создания нескольких копий модели.
Оценка стратегий дозирования
Определение и оценка стратегии дозирования. Оценка преимуществ комбинированной терапии и определение оптимальных стратегий дозирования, комбинируя графики дозирования, которые нацелены на различные модельные виды.
Количественные фармакологические системы (QSP) (англ.)
Начало работы с SimBiology (9:06) (англ.)
Создание моделей Симуляция моделей
Симуляции динамического поведения моделей с использованием различных детерминированных и стохастических решателей.
Выбор решателя
Выбор одного из нескольких доступных детерминированных решателей, в том числе решателей ODE MATLAB, решателей SUNDIALS или стохастических решателей, включая алгоритм стохастического моделирования (SSA), явных тау-прыжков, и неявных тау-прыжков.
Автоматизация преобразования единиц
Выбор физических единиц измерения, наиболее подходящих для модели; например, измерение количества дозировки в миллиграммах, концентрации препарата в нанограммах на миллилитр и объема плазмы в литрах. Инструменты преобразования единиц измерения преобразуют все величины в модели и данные в единую систему единиц.
Ускорение симуляции
Ускорение моделирования больших моделей или симуляций Монте-Карло путем преобразования моделей в скомпилированный C-код. Дальнейшее повышение производительности за счет распределения моделирования между несколькими ядрами, кластерами или ресурсами облачных вычислений с использованием Parallel Computing Toolbox.
Подборка параметров
Уточнение параметров модели с помощью экспериментальных данных. Вычисление параметров фармакокинетики с помощью некомпартментального анализа (NCA).
Некомпартментальный анализ
Вычисление фармакокинетических параметров лекарственного средства по времени измерения концентрации лекарственного средства без использования компартментальной модели. Выполнение анализа на экспериментальных данных и результатов симуляций для однократного или многократного дозирования, используя разреженный или последовательный отбор проб.
Нелинейная регрессия
Оценка параметров с помощью локальные или глобальные методы оценки, и расчет доверительных интервалов для параметров. Подбор каждой группу осуществляется независимо для генерации специфичных оценок для группы, или одновременный подбор для всех групп для оценки единого набора значений.
Методы нелинейных смешанных эффектов (NLME)
Методы NLME для подбора данных о населении, используя стохастическую аппроксимацию максимизации ожидания (SAEM), условную оценку первого порядка (FOCE), оценку первого порядка (FO), аппроксимацию линейных смешанных эффектов (LME) или аппроксимацию с ограниченными LME.
Анализ моделей
Выполнение анализа чувствительности, перебора параметров и симуляций Монте-Карло для изучения влияния параметров и условий на поведение модели.
Встроенные задачи и интерактивные инструменты исследования
Доступны встроенные задачи для анализа моделей. Ползунки предназначены для интерактивного изучения влияния изменений параметров или графиков доз на результаты моделирования.
Пользовательский анализ
Функции SimBiology используются в скриптах MATLAB для автоматизации анализа и создания пользовательских анализов.
Развертывание моделей
Создание автономных приложений для исследования моделей, не требующих MATLAB и SimBiology с помощью MATLAB Compiler для. Распространение моделей без раскрытия интеллектуальной собственности.
Создание приложений с помощью SimBiology Desktop
Создание автономных приложений для исследования моделей одним щелчком мыши с помощью SimBiology Desktop.
Создание пользовательских приложений
Создание индивидуальных автономных приложений, используя возможности создания приложений MATLAB.
