物种模型的时间增长率

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mitpi_182 2022年6月15日

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//www.tatmou.com/matlabcentral/answers/1741355-time-dependent-growth-rate-of-species-in-model

编辑: Florian奥古斯汀 2022年7月29日

答:接受 Florian奥古斯汀

你好,

我想实现在Simbiology系统的模型描述了许多物种的动力学。这些物种是标准的动力学的变化速率与时间有关的不同的动力学在三个不同的时期。在第一个时期,发生在第一个五天,物种能够从最初室分配到另一个固定利率。后到第二间分布的物种,在第二时期发生在接下来的七天,该物种在一个固定的常数的速度增长。最后,在接下来的七天在第三期,该物种衰变速度固定不变。因此,如果我没弄错的话,这一物种的时间增长率可以被描述为一个阶跃函数随着时间变化= 5,12和19天。有没有一种方法实现这些动力学使用Simbiology ?

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接受的答案

Florian奥古斯汀 2022年6月15日

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//www.tatmou.com/matlabcentral/answers/1741355-time-dependent-growth-rate-of-species-in-model answer_986530

嗨,马克,

你可以使用 SimBiology事件反应速率之间进行切换。大意如下:

定义一个反应率rate1, rate2, rate3,……你每个阶段的描述。
添加虚拟(相位指示器)参数phase1、phase2 phase3,……你的模型。phase1应该1的初始值,所有其他参数都应该有一个初始值为0。
添加SimBiology事件不同阶段之间的切换。

下面是一个例子使用SimBiology MATLAB命令窗口。依赖于你的实际利率你可以压缩/重写事件;你甚至不需要相位指示器参数。但我希望这演示了如何实现不同的反应率在不同的时间间隔。

%定义模型

模型= sbiomodel (“时间反应率”);

addspecies(模型,“一个”10);

addparameter(模型,“k”, 1“不变”、假);

%增加相位指示器(虚拟)参数:

addparameter(模型,“phase1”, 1“不变”、假);

addparameter(模型,“phase2”0,“不变”、假);

addparameter(模型,“phase3”0,“不变”、假);

%定义反应速率:我在这里使用rate1 = k *, rate2 = - k, rate3 = - k *作为一个例子。

反应= addreaction(模型,“零”- >);

的反应。ReactionRate =”——phase2 phase1 * k * * k - phase3 * k *“;

%添加事件之间切换阶段:

addevent(模型,“时间> = 5”,(“phase1 = 0”,“phase2 = 1”,“k = 0.1”]);

addevent(模型,“时间> = 12”,(“phase2 = 0”,“phase3 = 1”,“k = 0.4”]);

%模拟模型

configset = getconfigset(模型);

configset。StopTime = 19;

configset.RuntimeOptions。StatesToLog =“一个”;

simData = sbiosimulate(模型);

%绘制结果

sbioplot (simData)

最好的,

弗洛里安

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Florian奥古斯汀 2022年6月25日

嗨,马克,

时间单位是模拟设置中指定。你可以访问这些将来发布的SimBiology模型构建器和SimBiology模型分析仪的应用。例如:

SimBiology分析仪的应用程序也可以在个人项目覆盖的时间单位。例如:

你可以做单位转换手动,或让Simbiology为你做这些。假设 TimeUnits 被指定为小时和你想要的事件触发后5天,然后你必须指定事件触发时间> = 120 。让SimBiology单位转换为你,你必须打开 UnitConversion (见模拟设置)。然后您可以使用参数与指定单位你的事件触发:

添加一个参数START_PERIOD与价值5和单元一天你的模型。然后你可以写你的事件函数如下:时间> = START_PERIOD。
添加一个“单元”参数(天)与价值1和单元一天你的模型,你可以写下你的事件函数如下:时间> = 5 *(天)。这里的方括号没有意义。我只是喜欢这个符号,因为它能够识别该参数作为一个“单元”转换器,评定等级的模型参数。

我希望这可以帮助。

最好的,

弗洛里安

mitpi_182 2022年7月25日

你好,御马,

非常感谢你的回应。我没有包括你提到的参数表达式,但仍有错误。我决定从头开始重新实现动力学,能够模拟所需的动力学。我不知道为什么我没有得到这一次的错误。它会很高兴知道备查我会发送文件到技术支持进行分析。金宝app

我有最后一个问题要问关于这个模型。希望它是好的,我问这个,而不是在另一个线程。如前所述,我寻求的动力学显示两个锋利的转换:一个扩散发生从第五天开始,然后一个退化发生七天之后。我运行一些模拟和相信我得到正确的结果。如果标注在半对数的规模,T细胞动力学正确的:看的扩散得到一条直线,斜率为正,后跟一个爆发与负斜率直线下降。然而,过渡很鲜明的呈现概要文件在两个过渡点的微分。这不是这个概要文件在你提供的图的例子,尽管类似的大幅转变动力学。是想知道是否有任何技术我们可以使用使用Simbiology平滑过渡点东西?

感谢你的时间。

最好的,

马可。

Florian奥古斯汀 2022年7月27日

编辑:Florian奥古斯汀 2022年7月29日

嗨,马克,

谢谢你与我们的技术支持!金宝app这可以帮助我们很多在产品中找到并修复问题。我的同事看了错误并很快就会联系你,如果他们还没有。

你的另一个问题关于急剧转变你的模型的不同阶段之间的过渡时的反应动力学。在一般情况下,模型的响应将在过渡时间如果non-differential模型之间的动态的变化阶段是不连续的。这也是在我的上面的例子。然而,反应质量作用,浓度和系数很小,这样的变化曲线比较光滑的视觉。

这是一个想法如何实现使用乙状结肠函数的平滑过渡。这种方法可能需要一些调整获得正确的过渡期,但也许一个参数估计(SimBiology模型符合程序分析器)可以帮助如果你有数据。

例子:

首先你必须创建一个sigmoid-like函数MATLAB路径:

函数=过渡阶段(时间、过渡时间表)

% 0和1之间的平稳过渡。

% *过渡时间指定的时间过渡是0.5。

% *时间表指定如何快速0和1之间的过渡;

%的时间尺度越小就越快的转变。过渡

% 1和0之间,指定一个负值的时间表。

过渡= 1 / (1 + 10 * exp (- (time-transitionTime) /时间表));

结束

或者,你也可以添加重复赋值规则和一个虚拟参数“过渡”SimBiology模型。使用MATLAB函数,您可以实现平滑过渡SimBiology模型如下:

%定义模型

模型= sbiomodel (“平滑时间反应率”);

addspecies(模型,“一个”10);

addparameter(模型,“k1”,0.1);

addparameter(模型,“k2”,1.0);

%定义反应速率:我在这里使用rate1 = k1 *, rate2 = k2为例。

反应= addreaction(模型,“零”- >);

的反应。ReactionRate =”阶段(时间,- 3,- 1)* k1 * -阶段(时间8 - 1)* k2”;

%(编辑/更新):为了得到如下所示的图,你必须使用

%的反应。ReactionRate = "阶段(时间3 - -0.1)* k1 * -阶段(8,0.1)* k2”;

%模拟模型

configset = getconfigset(模型);

configset。StopTime = 10;

configset.RuntimeOptions。StatesToLog =“一个”;

simData = sbiosimulate(模型);

%绘制结果

sbioplot (simData);

网格在

我希望这可以帮助。

最好的,

弗洛里安

Florian奥古斯汀 2022年7月29日

嗨,马克,

与上面的示例是一个sbproj文件。这个项目是兼容R2020b后来MATLAB版本。我希望这能帮助你开始。

最好的,

弗洛里安

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