Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > eess > arXiv:2507.09685

帮助 | 高级搜索

电气工程与系统科学 > 系统与控制

arXiv:2507.09685 (eess)
[提交于 2025年7月13日 ]

标题: 基于症状的个性化质子泵抑制剂治疗:使用贝叶斯神经网络和模型预测控制

标题: Symptom-Driven Personalized Proton Pump Inhibitors Therapy Using Bayesian Neural Networks and Model Predictive Control

Authors:Yutong Li, Ilya Kolmanovsky
摘要: 质子泵抑制剂(PPIs)是胃酸疾病的标准治疗方法,但在长期高剂量使用时存在显著风险。 精确的长期胃酸控制受到超过72小时的侵入性胃酸监测不切实际以及患者间广泛变异性的挑战。 我们提出了一种非侵入性的、基于症状的框架,仅根据患者报告的胃食管反流和消化症状模式来调整PPI剂量。 一种贝叶斯神经网络预测模型从历史症状评分、饮食和PPI摄入数据中学习预测患者症状并量化其不确定性。 这些概率预测输入到一个机会约束的模型预测控制(MPC)算法中,该算法动态计算未来的PPI剂量,以在无需直接酸度测量的情况下,最大限度地减少药物使用量并以高置信度维持酸度抑制。 在多样化的饮食计划和虚拟患者资料的计算机模拟研究中显示,与标准固定方案相比,我们的学习增强型MPC将总PPI消耗量减少了65%,同时至少以95%的概率保持酸度抑制。 所提出的方法为个性化PPI治疗提供了一条实用路径,在无需侵入性传感器的情况下最小化治疗负担和过量风险。
摘要: Proton Pump Inhibitors (PPIs) are the standard of care for gastric acid disorders but carry significant risks when administered chronically at high doses. Precise long-term control of gastric acidity is challenged by the impracticality of invasive gastric acid monitoring beyond 72 hours and wide inter-patient variability. We propose a noninvasive, symptom-based framework that tailors PPI dosing solely on patient-reported reflux and digestive symptom patterns. A Bayesian Neural Network prediction model learns to predict patient symptoms and quantifies its uncertainty from historical symptom scores, meal, and PPIs intake data. These probabilistic forecasts feed a chance-constrained Model Predictive Control (MPC) algorithm that dynamically computes future PPI doses to minimize drug usage while enforcing acid suppression with high confidence - without any direct acid measurement. In silico studies over diverse dietary schedules and virtual patient profiles demonstrate that our learning-augmented MPC reduces total PPI consumption by 65 percent compared to standard fixed regimens, while maintaining acid suppression with at least 95 percent probability. The proposed approach offers a practical path to personalized PPI therapy, minimizing treatment burden and overdose risk without invasive sensors.
评论: 6页,5图
主题: 系统与控制 (eess.SY) ; 机器学习 (cs.LG)
引用方式: arXiv:2507.09685 [eess.SY]
  (或者 arXiv:2507.09685v1 [eess.SY] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.09685
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Yutong Li [查看电子邮件]
[v1] 星期日, 2025 年 7 月 13 日 15:46:41 UTC (1,978 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
eess.SY
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.LG
cs.SY
eess

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号