Estimación de la función hepática: Un enfoque basado en modelos

El uso de agentes de contraste específicos del hígado en combinación con imágenes de resonancia magnética (MRI) han surgido como un enfoque no invasivo para acceder a la función hepática. Aquí, creamos un modelo farmacocinético para describir la distribución y transferir tasas de agente de contraste entre distintas partes del cuerpo. Usando datos de MRI, el modelo es luego calibrado para investigar la diferencia cuantitativa entre una población sana y pacientes enfermos que sufren de fibrosis hepática etapa 4.

Cree modelos biológicos compartimentados

Cree un modelo compartimentado con componentes diseñados a la medida que describen la farmacocinética del agente de contraste.

Realice simulaciones de Monte Carlo

Use Mathematica para definir las distribuciones de probabilidad correspondientes a parámetros de pacientes sanos y enfermos para la absorción del agente de contraste en el hígado.

Visualice dinámicamente los flujos del agente de contraste

Use diagramas dinámicos para visualizar las cantidades comparativas del agente de contraste que fluye entre los distintos compartimentos.

Vea el video

Parámetros de modelo optimizados, que describen las distintas tasas de transferencia entre compartimentos, se obtienen ajustando el modelo a los datos de MRI.
Las distribuciones de probabilidad muestran que la tasa de absorción del hígado el agente de contraste es menor en una persona que sufre de fibrosis hepática. Además, la tasa en que el agente de contraste es transportado de regreso al plasma sanguíneo es de alguna manera mayor.
El gráfico muestra las medias y desviaciones estándares, así como las trayectorias individuales, obtenidas de múltiples simulaciones de las dos poblaciones. Los pacientes que sufren de fibrosis presentarán concentraciones significativamente más bajas del agente de contraste en el hígado durante el examen.
Los diagramas dinámicos son útiles para visualizar las dinámicas del modelo. Note cómo las flechas rojas entre los compartimentos cambian de dirección y grosor para indicar en qué dirección el agente de contraste está fluyendo actualmente y en qué cantidades. Note también cómo el flujo del agente de contraste en el hígado es menor en el escenario de enfermedad.

Simulaciones de control de forma programática

Use WSMSimulate para simular múltiples muestras de parámetros de las poblaciones sanas y enfermas y compare las concentraciones del agente de contraste en el hígado.

M. F. Forsgren, L. Dahlqvist, N. Dahlström, et al., "Physiologically Realistic and Validated Mathematical Liver Model Revels Hepatobiliary Transfer Rates for Gd-EOB-DTPA Using Human DCE-MRI Data," PLOS ONE [online], 9(4), 2014 e95700.
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