出血性休克研究模型:从动物实验到人工智能模拟的转化医学探索

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:Scandinavian Journal of Trauma, Resuscitation and Emergency Medicine 3

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  为解决出血性休克研究中临床数据获取困难的问题,研究人员系统评述了动物模型(小鼠、猪等)和人体模型(如LBNPlower body negative pressure)的优劣,提出结合人工智能与计算机模拟的未来发展方向。该研究为优化休克研究模型选择提供了重要参考,发表于《Scandinavian Journal of Trauma, Resuscitation and Emergency Medicine》。

  

在全球范围内,严重出血是导致死亡的重要原因,许多患者甚至在到达医院前就已死亡。然而,院前和早期院内环境下时间紧迫且监测能力有限,使得研究人类在出血性休克早期的生理反应变得异常困难。这种困境催生了动物和人体模型的发展,它们通过可控的实验环境为研究出血病理生理学、诊断和干预措施提供了重要平台。

针对这一挑战,来自挪威的研究团队(作者单位未明确标注,但期刊及作者姓氏显示可能为北欧机构)在《Scandinavian Journal of Trauma, Resuscitation and Emergency Medicine》发表评论文章,系统分析了现有出血性休克研究模型的优缺点,并展望了人工智能等新技术在未来的应用前景。

关键技术方法
研究通过文献综述比较了:1)小动物(小鼠/大鼠)与大动物(猪)模型在解剖学和生理学差异;2)人体LBNPlower body negative pressure(下肢负压)模拟出血技术;3)计算机模拟与人工智能预测模型的发展现状。

研究结果

动物模型

  • 小动物模型:成本低且适合概念验证,但存在显著的种属差异(如凝血功能不同),且无法进行复杂监测。
  • 大动物模型:猪的 hemodynamic(血流动力学)反应更接近人类,可模拟合并创伤的复杂场景,但麻醉影响应激反应,且固定容积放血法忽略个体差异。

人体模型

  • LBNP技术:通过负压将血液滞留下肢,已验证与1升失血的等效性,但受伦理限制仅能模拟早期休克,且缺乏组织损伤要素。

未来方向

  • 人工智能与计算机模拟:in silico(计算机模拟)模型可整合临床数据预测休克进展,但目前机器学习算法仍需优化。

结论与意义
作者Sole Lindvag Lie和Ingrid Nygren Rognes强调,现有模型各具优势(动物模型可模拟严重休克,LBNP保留清醒状态生理反应),但均需结合研究问题谨慎选择。未来通过"3R原则"(替代、减少、优化动物实验)与人工智能的triangulated(多角度验证)方法,有望突破当前出血性休克研究的瓶颈。这一框架不仅为创伤救治研究提供方法论指导,也为计算机辅助医疗技术的发展指明了路径。

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