Convection Effect of Plasma Flow on Oxygen Transport in Capillaries: An In‐Depth Numerical Investigation
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: The convection effect of plasma flow on gas transport in the microcirculation has been a controversial topic in the literature. We aim to clarify this concern via thorough and rigorous analysis of the oxygen release process from red blood cells (RBCs) to the surrounding tissue. METHODS: We develop a comprehensive model that considers the plasma flow, RBC deformation, oxygen transport and oxygen-hemoglobin reaction kinetics. The boundary integral and lattice Boltzmann methods are employed in the numerical solutions. In particular, the oxygen fluxes due to plasma convection and mass diffusion are separately calculated along the capillary wall for further comparison. RESULTS: Our results show that the most significant diffusive flux occurs in the narrow gap between the RBC side surface and the capillary wall and the diffusive flux is primarily directed outward, which favors oxygen release into the surrounding tissue. Furthermore, although the axial convective flux is the most profound in magnitude, it contributes little to the overall blood-to-tissue oxygen transport in the radial direction. The radial convective flux also has a larger magnitude compared to the diffusive oxygen flux, but is limited to two small areas and to opposite directions. This results in a negligible net effect of the plasma convection compared to the diffusive flux on the overall oxygen transport. This observation is further confirmed by comparing the oxygen distributions and diffusive fluxes from simulations with and without considering the plasma convection flow relative to RBCs. Moreover, we revisit the Peclet number definition and propose that different characteristic length scales should be adopted for oxygen diffusion and convection in capillaries. The revised Peclet number has a value three orders of magnitude lower than that from the classical Peclet number definition. CONCLUSIONS: Our simulation results show that the influence of plasma convection on the overall oxygen transport can be neglected in typical microcirculation situations. This is consistent with the revised Peclet number value, suggesting that the revised Peclet number can better reflect the relative importance of convection and diffusion mechanisms in microvascular gas transport.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».