多尺度肝血流与 APAP 局部损伤计算
用影像重建大血管，再连接小血管及小叶计算，比较局部灌流和药物分布。
用途与模型
- 研究用途
- 探索对乙酰氨基酚（acetaminophen，APAP）的区域暴露及局部肝损伤，测试血流边界变化。
- 模型与细胞来源
- 患者磁共振来源门静脉三维结构、两类二维替代血管网络与多孔介质肝小叶模型；局部代谢和损伤沿用既有框架。
- 方法版本
- 2025 年门静脉影像—二维替代血管—肝小叶版本
- 实验形式
- 器官、小血管和小叶分别计算并传递流量及压力，药物输入结合生理药代动力学（PBPK）关系。
材料与平台
- 结构与流动输入
- 磁共振影像经分割和重建形成大血管结构；无法分辨的细血管由替代模型生成，边界条件逐级连接。
- 压力情境
- 把局部或全部末端压力从 800 Pa 提高至 820 Pa（2.5%），比较流速和药物输送；另测试最高 20% 的压力增幅。这些情境为人为设置的计算扰动。
- 比较范围
- 门静脉入口流量按文献设置为 9.48–11.43 cm³/s；计算速度分布与外部四维磁共振速度图比较，小叶流速参考既有模型和实验资料。
测量指标与分析
- 门静脉流量及速度
- 小血管末端流动
- 局部药物浓度
- 小叶损伤变化
- 压力扰动后的输送差异
由门静脉 CFD 向两层替代小血管及多孔小叶逐级传递流量、压力和药物浓度；比较局部与全出口压力扰动后，各区域药物输送的变化。
研究设计与结果
药物集评价
- 研究设计
- 用文献入口流量驱动门静脉 CFD，将计算速度分布与外部四维磁共振速度图比较，并测试合成压力条件的跨尺度响应。
- 测试范围
- 患者 MRI 来源的门静脉几何、二维计算生成网络及 27.1 g APAP 过量输入的既有小叶损伤示例。
- 参照体系
- 外部血流资料、未扰动压力条件、局部及全出口压力变化。
- 研究结果
- 按文献设置 9.48–11.43 cm³/s 的入口流量后，模型获得非均匀门静脉速度分布；局部出口压力从 800 Pa 增至 820 Pa 时，受影响出口流速与药物输送降至可忽略水平。
适用条件与研究局限
- 小血管为二维替代结构，缺少直接局部流量验证。
- 主动药物摄取、完整肝动脉/静脉及免疫过程未纳入。
- 假设压力情境不对应已经确认的患者疾病。
- 血流比较采用外部文献资料；当前 APAP 损伤示例沿用先前小叶机制，免疫、炎症和内皮损伤过程尚未纳入。
来源与原文
- Multiscale modeling of drug-induced liver injury from organ to lobule.原始研究 · npj Digital Medicine · 2025-06-23