SAAM II
SAAM II، جو "سیمولیشن اینالیسس اینڈ ماڈلنگ" ورژن 2 کے لیے مختصر ہے، بائیو سائنس کے شعبے میں سائنسی تحقیق کے لیے ڈیزائن کیا گیا ایک مشہور کمپیوٹر پروگرام ہے۔ یہ منشیات کی نشوونما، ٹریسروں، میٹابولک عوارض، اور فارماکوکینٹکس/فارماکوڈینامکس ریسرچ میں ایک وضاحتی اور تحقیقی ٹول ہے۔ یہ ملٹی کمپارٹمنٹ ماڈل تھیوری کے اصولوں پر مبنی ہے، جو پیچیدہ حیاتیاتی نظاموں کی ماڈلنگ کے لیے وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا نقطہ نظر ہے۔ SAAM II ماڈلز کی تعمیر اور تخروپن میں سہولت فراہم کرتا ہے، محققین کو ایک دوستانہ یوزر انٹرفیس فراہم کرتا ہے جس سے سادہ اور پیچیدہ (لکیری اور غیر لکیری) ڈھانچے اور ڈیٹا کو تیزی سے چلانے اور ملٹی فٹنگ کی اجازت ملتی ہے۔ SAAM II کو بہت سے فارما اور فارمیسی اسکول منشیات کی ترقی، تحقیق اور تعلیمی آلے کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ خصوصیات کمپارٹمنٹل ماڈیول SAAM II ایک صارف دوست انٹرفیس پیش کرتا ہے جو کوڈنگ کی ضرورت کو ختم کرتا ہے۔ کمپارٹمنٹل ماڈیول کے اندر، صارفین مختلف ماڈل اجزاء، جیسے دائرے، تیر اور خانوں کو گھسیٹ کر اور گرا کر آسانی سے ماڈل بنا سکتے ہیں۔ ماڈل کے رویے کی تقلید کرنے کے لیے، ماڈل کے حالات پیدا کرنا ایک سیدھا عمل ہے۔ ڈریگ اینڈ ڈراپ تجرباتی بلڈنگ آئیکنز کو استعمال کرکے، صارفین آسانی سے براہ راست ان پٹ اور سیمپلنگ سائٹس کی وضاحت کر سکتے ہیں۔ نان کمپارٹمنٹل ماڈیول (عددی ماڈیول) عددی ماڈیول بھی دستیاب ہے لیکن کم کثرت سے استعمال ہوتا ہے۔ یہ آپ کو ماڈل یا ماڈل کی مساوات کو براہ راست پہلے سے طے شدہ افعال کے ذریعے ڈیٹا لکھنے دیتا ہے۔ مؤخر الذکر آپ کو ڈیٹا کا غیر شعبہ جاتی تجزیہ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ پاپ کینیٹکس ایڈ آن این آئی ایچ کی طرف سے فنڈ کردہ، پاپ کینیٹکس خاص طور پر SAAM II کے اندر بنائے گئے کمپارٹمنٹ ماڈل کی آبادی کے تجزیے کے لیے تیار کیا گیا ہے۔ پاپ کینیٹکس آبادی کے پیرامیٹر کے تخمینے کے لیے دو طریقوں کا حساب پیش کرتا ہے: معیاری دو مراحل اور تکراری دو مراحل کے طریقے۔ دو مراحل کے طریقوں کو اس وقت ترجیح دی جا سکتی ہے جب آبادی کا تجزیہ کرنے میں سادگی، کمپیوٹیشنل کارکردگی، اور کم سے کم مفروضے مطلوب ہوں۔ توثیق SAAM II سے حاصل کردہ نتائج کو کئی سالوں میں وسیع استعمال، دوسرے پروگراموں میں ماڈلنگ کی نقل، اور ہم مرتبہ جائزہ لینے والے جرائد میں اشاعت کے ذریعے بالواسطہ توثیق حاصل ہوئی ہے۔ ون نونلن کے خلاف سافٹ ویئر کی عددی کارکردگی کی توثیق کی گئی۔ عام طور پر، پیرامیٹر تخمینوں اور ماڈل کی پیش گوئیوں کے لحاظ سے SAAM II اور ون نونلن کے درمیان اچھا معاہدہ (<1 ٪ فرق) تھا۔ ایپلی کیشنز اور قابل ذکر کام 1. فارماکوکینٹکس اینڈ فارماکوڈینامکس (پی کے/پی ڈی) ریسرچ: بہتر علاج کے نتائج کے لیے منشیات کی خوراک کے ضوابط کو بہتر بنانا۔ جسم میں منشیات کے جذب، تقسیم، میٹابولزم، اور اخراج کا نمونہ بنانا۔ منشیات اور منشیات کے تعاملات کا مطالعہ کرنا اور ان کے اثرات کی پیش گوئی کرنا۔ بالواسطہ اور اپنی مرضی کے مطابق پی ڈی۔ 2. آبادی فارماکوکینٹکس: دو مراحل کے طریقوں کے ساتھ متنوع مریضوں کی آبادی میں منشیات کے ردعمل کا تجزیہ کرنا۔ ذاتی دوا: انفرادی مریض کی خصوصیات کی بنیاد پر منشیات کی خوراک تیار کرنا۔ 3. سسٹمز بائیولوجی: پیچیدہ حیاتیاتی نیٹ ورکس اور سیلولر عمل کی ماڈلنگ۔ سگنل ٹرانسڈکشن کے راستوں اور ریگولیٹری نیٹ ورک کو سمجھنا۔ بیماری کے راستوں اور سالماتی تعاملات کی تحقیقات کرنا۔ 4. بائیوٹیکنالوجی: دواسازی اور بائیوٹیکنالوجی کی صنعتوں کے لیے بائیو پروسیسنگ کا ڈیزائن اور اصلاح۔ بائیو ری ایکٹرز اور بائیو کیٹالسٹس کے رویے کی پیش گوئی کرنا۔ 5. میٹابولک بیماریوں کی تحقیق: میٹابولک عوارض اور ان کے بنیادی طریقہ کار کا مطالعہ کرنا۔ ذیابیطس کی تحقیق میں گلوکوز-انسولین کی حرکیات اور اس کی مطابقت کا تجزیہ کرنا۔ 6. ٹریسر اسٹڈیز: ریڈیو لیبلڈ مرکبات کی حرکیات کی مقداری تشخیص۔ جسم میں ٹریسر کی تقسیم اور کلیئرنس کی تحقیقات کرنا۔ 7. تجرباتی ڈیزائن: پیرامیٹر تخمینہ اور ماڈل کی توثیق کے لیے ڈیٹا اکٹھا کرنے کے لیے بہترین تجربات ڈیزائن کرنا۔ مختلف تجرباتی حالات کے لیے ماڈل پیرامیٹرز کی حساسیت کا اندازہ لگانا۔ 8. تعلیم میں حیاتیاتی ماڈلنگ: SAAM II بائیو سائنس اور سسٹمز ماڈلنگ کی تعلیم کے لیے ایک تعلیمی ٹول کے طور پر۔ تعلیمی ترتیبات میں فارماکوکینٹکس اور نظام حیاتیات کے تصورات کا مظاہرہ کرنا۔ 9. ہم مرتبہ جائزہ شدہ اشاعتیں: SAAM II مختلف تحقیقی مطالعات میں استعمال ہوتا ہے اور ہر سال 50 سے زیادہ ہم مرتبہ جائزہ لینے والے سائنسی جرائد (گوگل اسکالر) میں اس کا حوالہ دیا جاتا ہے۔ خاص طور پر، گلوکوز-انسولین کے کم سے کم ماڈل جو ذیابیطس کے علاج کے انسولین میں بہتری کی مقدار کے لیے کلینیکل ٹرائلز میں استعمال ہوتے ہیں، SAAM II میں نافذ کیے گئے ہیں۔ SAAM II ڈویلپمنٹ اینڈ ڈسٹری بیوشن 1950 کی دہائی کے اوائل میں، این آئی ایچ میں مونس برمن اور دیگر نے ریڈی ایشن ڈوسیمیٹری کے مسائل پر کام کیا۔ مونز نے فیصلہ کیا کہ کمپارٹمنٹل ماڈل (تفریق مساوات کے نظام) اکٹھا کیے جانے والے عارضی (حرکی) ڈیٹا کا تجزیہ کرنے کا بہترین طریقہ ہے۔ انہوں نے ایک سافٹ ویئر ٹول تیار کرنا شروع کیا جو بالآخر SAAM کے نام سے مشہور ہوا۔ SAAM کی طاقت اس کی لغت تھی جس نے صارف کے لیے اپنے ماڈل کا خاکہ بنانا ممکن بنایا، اور پھر لغت اور قواعد کے ایک سیٹ کا استعمال کرتے ہوئے، خاکہ سے براہ راست ایک ان پٹ فائل بنائیں۔ SAAM نے یہ معلومات لی اور تفریقی مساوات کا نظام بنایا جس نے ماڈل کو بیان کیا۔ اس کا مطلب یہ تھا کہ صارف حیاتیات/فارماکولوجی کے بارے میں سوچ سکتا تھا جبکہ پروگرام پردے کے پیچھے ریاضی اور شماریات کرتا تھا۔ یہ ایک بہت مقبول پروگرام تھا، لیکن کسی کو این آئی ایچ کا دورہ کرنا پڑتا تھا اور پروگرام کو استعمال کرنے کا طریقہ سیکھنے کے لیے مونز کے ساتھ کام کرنا پڑتا تھا۔ 1986 اور 1994 کے درمیان، یونیورسٹی آف واشنگٹن نے سینٹر فار بائیو انجینئرنگ میں اپنے ریسورس سینٹر فار کینیٹک اینالیسس کے ذریعے کام کرتے ہوئے، پروفیسر ڈیوڈ فوسٹر کی قیادت میں این آئی ایچ کے لورین زیچ کی مدد سے، ایک اسٹریٹجک یوزر انٹرفیس سمیت کوڈ کو دوبارہ لکھا، جس کی وجہ سے SAAM II ہوا۔ پہلا ورژن 1993 میں سن پر جاری کیا گیا تھا۔ پی سی ورژن 1994 میں جاری کیا گیا تھا۔ متعدد گرانٹس کے ذریعے، 2000-2012 کے دور میں، فوسٹر اور وسینی نے جدید ورژن 2.1 تیار کرنے پر کام کیا، جس میں پاپ کینیٹکس نامی آبادی کا تجزیہ شامل ہے۔ 2012 میں، ورجینیا میں ایک میڈیکل آٹومیشن کمپنی، ایپسلون گروپ نے سافٹ ویئر کو بہتر بنانے اور تقسیم کرنے کے تجارتی حقوق کا لائسنس دیا۔ 2022 میں، موجودہ ورژن 2.3.3 تک SAAM II سافٹ ویئر تیار کرنے اور تقسیم کرنے کے تجارتی حقوق نینو میتھ ایل ایل سی کو لائسنس یافتہ تھے، جو ایک مشاورتی اور سافٹ ویئر کمپنی ہے جس کا صدر دفتر واشنگٹن میں ہے۔ SAAM II کی قیادت اور انتظام حیاتیاتی اور فارماکولوجیکل سسٹمز کے کمپیوٹیشنل ماڈلنگ میں تجربہ رکھنے والی سائنسدان سیمون پیرازولو نے سنبھالا تھا۔ اہم کمپیوٹیشنل الگورتھم SAAM II عام تفریقی مساوات (ODE) کو حل کرنے کے لیے تین قسم کے انٹیگریٹرز کا استعمال کرتا ہے: RK 4-5th آرڈر: 4th-5th آرڈر رانج-کٹا طریقے، جو ODEs کو حل کرنے کے لیے ایک عددی تکنیک ہے۔ میٹرکس ایکسپونینشیل کا پیڈ تخمینہ: یہ طریقہ پیڈ ایکسپونینشیل کا استعمال کرتے ہوئے میٹرکس ایکسپونینشیل کا تخمینہ لگانے پر مبنی ہے، جو او ڈی ای کو حل کرنے کے لیے ایک موثر نقطہ نظر فراہم کرتا ہے۔ روزن بروک طریقے: SAAM II عام روزن بروک طریقوں کو استعمال کرتا ہے، جو سخت ODEs (وسیع پیمانے پر مختلف ٹائم اسکیل والے) کے لیے موزوں مضمر رانج-کٹا طریقوں کی ایک کلاس ہیں۔ SAAM II متعدد ڈیٹا فٹنگ کے لیے پیرامیٹر آپٹیمائزیشن کا استعمال کرتا ہے، جس میں گاؤس-نیوٹن الگورتھم سے ماخوذ ایک ترمیم شدہ غیر لکیری وزن والے غیر لکیری کم سے کم مربع طریقہ کا استعمال کیا جاتا ہے۔ رجعت کے کاموں میں، صارفین کے پاس ڈیٹا یا ماڈل میں موجود غلطی کی بنیاد پر ویٹنگ اسکیم بنانے کی لچک ہوتی ہے۔ مزید برآں، SAAM II ایک بایسیئن میکسمم اے پوسٹریوری (MAP) آپشن پیش کرتا ہے، جس سے صارفین بایسیئن پیرامیٹر کا تخمینہ تلاش کر سکتے ہیں۔ یہ خصوصیت پیرامیٹر تخمینہ کے عمل میں پیشگی علم اور غیر یقینی صورتحال کو شامل کرکے تجزیہ کو بڑھاتا ہے۔ پیرامیٹر تخمینوں کی وشوسنییتا کا اندازہ لگانے کے لیے، SAAM II بعد کی اور عملی شناخت کی خصوصیات فراہم کرتا ہے۔ یہ پیچیدہ ڈھانچوں اور متعدد نامعلوم متغیرات کی صورت میں بھی پیرامیٹر کی شناخت کے معیار کا اندازہ کرنے کے لیے تخمینوں کے فشر کے انفارمیشن میٹرکس اور کوویرینس میٹرکس کا استعمال کرتے ہیں۔ مزید برآں، SAAM II میں مقامی پیرامیٹر حساسیت، بیچ تجزیہ، اور سلیکو آبادی کی خصوصیات شامل ہیں، یہ دونوں ماڈل کے رویے کے بارے میں بصیرت حاصل کرنے اور ماڈل کے نتائج پر پیرامیٹر کی تبدیلیوں کے اثرات کا اندازہ لگانے کے لیے آسان اوزار ہیں۔ تعلیم SAAM II بہت سے امریکی اور دنیا بھر کے اداروں، جیسے انجینئرنگ، طبیعیات، اور فارمیسی اسکولوں کے نصاب میں پایا جا سکتا ہے۔ حوالہ جات بائیو انفارمیٹکس سافٹ ویئر یونیورسٹی آف واشنگٹن پروجیکٹس