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) recientemente emergió como un enfoque no invasivo para acceder a la función hepática. Aquí, creamos un modelo farmacocinético para describir la distribución y tasas de transferencia de agentes de contraste entre distintas partes del cuerpo. Usando datos de MRI, el modelo es calibrado para investigar la diferencia cuantitativa entre pacientes sanos y pacientes que sufren fibrosis hepática etapa 4.

Cree modelos biológicos compartimentados

Cree un modelo compartimentado con componentes con diseño personalizado que describan la farmacocinética del agente de contraste.

Realice simulaciones de Monte Carlo

Use Mathematica para definir distribuciones de probabilidad correspondientes a parámetros de salud y enfermedad 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 de agente de contacto que fluye entre los distintos compartimentos.

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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 en el hígado del agente de contraste es menor en una persona que sufre de fibrosis hepática. Además, la tasa en la que el agente de contraste es transportado de regreso al plasma sanguíneo es de alguna manera mayor.
La representación gráfica muestra la media y desviación estándar, así como las trayectorias individuales, obtenidas a partir de múltiples simulaciones de las dos poblaciones. Los pacientes que sufren de fibrosis tendrán una concentración significativamente menor del agente de contraste en el hígado durante examen.
Los diagramas dinámicos son un atributo útil para visualizar modelos dinámicos. Note cómo las flechas rojas entre los compartimentos cambian de dirección y grosor para indicar en qué dirección el agente de contraste está fluyendo en ese momento y en qué cantidades. Note además cómo el flujo del agente de contraste al 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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