估计肝功能:一个基于模型的方法

同时使用肝特异性造影剂与核磁共振成像(MRI)最近成为一种非侵入性的评估肝脏功能的方法。这里,我们创建一个药代动力学模型来描述身体的不同部分之间的造影剂的分布和传输速率。使用MRI数据,对该模型进行校准,调查肝纤维化的四阶段非患病人群和患病患者之间的定量差异。

创建房室生物模型

创建描述造影剂具有药物动力学定制设计成分的房室模型。

执行蒙特卡洛仿真

使用 Mathematica 定义对应于肝脏中造影剂摄取的非患病和患病参数的概率分布。

动态可视化造影剂通量

使用动态图将造影剂的不同房室之间流动量比较可视化。

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优化模型参数是通过拟合模型MRI数据获得的,该参数描述房室之间不同的传输速率。
概率分布表明造影剂的肝摄取率对于一个肝纤维化患者偏低。此外,通过该造影剂被输送回血浆的比率稍高。
该图显示了从两个群体的多个模拟得到的平均值和标准偏差,以及个体的轨迹。纤维化患者在检查过程中具有显著较低的肝脏造影剂浓度。
动态图是可视化模型动态的一种很有用的功能。注意隔室之间的红色箭头如何改变方向和粗细,它们指示目前所述造影剂正在流动的方向和其中的量。注意,造影剂在肝脏的流动在患病场景偏低。

通过编程控制仿真

使用 WSMSimulate 对来自非疾病和疾病人群的多个参数样本仿真,并且比较肝脏造影剂浓度。

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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