CT 全肺气溶胶区域沉积预测
用受试者 CT 与呼吸参数建模，预测粒子在肺叶及中央、外周的分配。
用途与模型
- 研究用途
- 评价吸入药物的局部递送，比较气溶胶粒径、呼吸条件和目标区域。
- 模型与细胞来源
- 肺、气道和肺泡力学—粒子模型；计算机断层成像（computed tomography，CT）分辨率以下的气道由算法补充，功能残气量用于个体校准。
- 方法版本
- 2026 年健康人 10 次吸入成像验证版本
- 实验形式
- 降维模型计算全肺气流和组织变形，三维模型追踪粒子运动；验证中采用解析口咽过滤模型和理想化气管入口条件。
材料与平台
- 验证来源
- 6 名健康男性的 10 次既有吸入实验，单光子发射计算机断层成像（single-photon emission computed tomography，SPECT）结合 CT 提供区域质量参照。
- 输入条件
- 气溶胶质量中位径约 3.1/5.7 μm，潮气量约 1000/600 mL，吸气流量 18 L/min。
- 归一化
- 肺叶和中央/外周占比按全肺已沉积总质量归一化；相对误差另按各区域实测沉积量计算。
测量指标与分析
- 肺及肺叶沉积占比
- 中央与外周沉积占比
- 传导气道沉积比例
- 肺泡沉积比例
- 呼出与口咽质量
- 绝对与相对区域误差
预测区域质量分配，与独立临床成像比较；传导气道以 24 小时清除为间接参照，疾病示例单独报告。
研究设计与结果
药物集评价
- 研究设计
- 健康受试者特异性预测与既有临床区域成像比较。
- 测试范围
- 6 名健康男性完成 10 次吸入实验。每次提供 5 个肺叶点及 4 个中央/外周区域点，共 50 个和 40 个比较点。
- 参照体系
- SPECT/CT 区域沉积，以及 24 小时清除数据。
- 研究结果
- 肺叶与中央/外周相关系数为 0.95/0.98；以全肺沉积质量归一化的中央/外周偏差在 8 个百分点内，相对区域误差更大。
适用条件与研究局限
- 健康男性验证未覆盖疾病肺或女性。
- 纤维化局部刚度 5 倍和沉积降低约 40% 为未经疾病成像验证的示例。
- 24 小时清除与传导气道沉积是不同指标。
- 入口简化、缺少部分呼气/雾化器输出资料，未纳入黏液纤毛清除等过程。
来源与原文
- In silico high-resolution whole lung model to predict the locally delivered dose of inhaled drugs.原始研究 · Communications Medicine · 2026-04-15