基于尿药参数的血药浓度检测模型

基于尿药的血药浓度检测模型 基于尿药参数的血药浓度检测模型 【关键词】 血药浓度;尿药参数;检测;模型; 摘要:目的:为血药浓度的检测提供一条简便、无创、相关性高的途径。:在经典的药代动力学模型基础上进行扩展，提出血药浓度与尿药参数之间的关系式，并给出不同服药模式下血药浓度的测定方法。然后，对该模型的相关性及稳定性进行验证:首先取得一组测定的关于人体片剂服药模式的在不同时间下药物(氨基)导眠能的血药浓度与尿药参数的对应值，将(氨基)导虑能的药代动力学参数、测定的尿药参数及时间代入理论模型算出理论血药浓度值，并与实际测得的血药数据进行相关性对照;然后同理对一组关于人体静脉注射服药模式下相关数据均已测得的药物x进行相关性检验。结果:(氨基)导眠能的理论与实际血药浓度总体方差为107%，其准确性已能被临床所接受;药物x的理论与实际血药浓度总体方差为0183%，两组数据几乎完全吻合。结论:该模型有良好的相关性，可作为独立的一种血药浓度检测手段使用。 关键词:血药浓度;尿药参数;检测;模型; 相关性临床上测定血药浓度，制定安全、有效、合理的个体化给药是重要内容之一。由于需得到多个不同时刻的血药浓度以达到监测目的，现在临床普遍做法是通过测定两个时刻的血药浓度，再结合治疗药物监测软件中的贝叶斯后验公式给出血药浓度的预测值，其精度有限。倘若能利用体外信息，如尿药参数估算出血药浓度，则它有可利用实时信息估算血药浓度的特点，因此可信度应更高。另外，它也是一种无创的方法。然而，现在尚无一种相关性高的通过尿药参数途径测定血药浓度的方法。基于此点，本研究提出一种较自然的利用尿药参数估算血药浓度的理论模型，并经实际数据检验有良好的相关性。本模型建立大致 药代动力 学模型?血药浓度 时间函数?尿药积累质量 时间函数 ?? 理论血药浓度?实测尿药参数 本研究重点在于讨论尿药质量与血药浓度之间关系的建立，并通过实际数据验证模型的相关程度及其稳定性。 1片剂模型 11参数设定 m0为片剂药物质量;m1为胃内药物残留量;m2为血管中药物质量;m3为尿液中药物质量;v为人循环系统表观容积;v2为单次排出的尿液体积; v3为药物在尿液中的积累速率;c2为血药浓度;c3为尿药浓度;ka为从胃和小肠进入血管的药物的吸收速率常数;k2为与各类蛋白结合后能有效到达组织的药物比例;kel为血管中药物经组织的消除速率常数;ke为尿排泄一级速率常数;t1为本周期服药时间;t4为本周期第一次排尿与t1的间隔时间;t6为上一周期最后一次排尿时间与t1的时间间隔;t7为本周期第二次排尿与t1的间隔时间;To为服药周期。 片剂的两房室药动力学模型 下面先给出片剂的药动力学方程组 dm1 dt=-kam1,3, dm2 dt=kak2m1-kelm2,3, dm3 dt=kam2 m1(0)=m0 m2(0)=0 由上述方程组不难得出 m1=m0e-kat m2=kak2m0 ka-kel(e-kelt-e-kat)(1) v3=kak2kem0 ka-kel(e-kelt-e-kat) m2(t)=c2(t)v 又由dc2(t) dt=0得血药峰值时间:tm=1 ka-kel lnka kel(2) 峰值血药浓度 c2(tm)=kak2m0 (ka-kel)v(e-keltm-e-katm)(3) 13模型拓展 下面给出利用尿药参数推导血药浓度的思路及函数式。 尿药理论质量 m3=?v3dt=ke?m2dt=kak2kem0 ka-kel(-1 kele-kelt+1 kae-kat)(4) 尿药实际测得质量:m3(t4)=v2c3 。 考虑到m2(t),m3(t)在任一具体的时刻t4下均有唯一的理论值，也就是说在t4时刻m2(t)与m3(t)的比值是唯一确定的。因此通过实际测得的v2(t4),c3(t4)及等比关系，不难得出关系式c2(t4) c3(t4)=(m2(t4) v) (m3(t4) v2)成立，将其等价变为c2(t4)的函数，即得到t4时刻单剂服药模式下血药浓度的具体关系式为 c2(t4)=m2(t4) v=m2(t4) m3(t4) v2c3 v(5) 由此，我们达到了通过测定从服药至t4时刻在尿液中积累的药物质量来推算出t4时刻血药浓度的目的。但上述模型的前提是药物在体内实际代谢途径与理论基本相符，关于这点我们可从本研究下面的实际数据检验中做初步评估。 另外一个客观事实是，药物的血浆蛋白结合率等因素有很大的个体差异性，且这种现象非常普遍。因此同一药物在不同个体内的血浆药物浓度有很大波动。但是，只要这种因素是起线性作用的，则均不对本模型的结果产生影响，因此在此模型中作等比关系时线性因子可能消去，故可忽略这些因素不予考虑。 下面给出相邻两次服用片剂后尿液中药物积累速率曲线示意 下面考虑单剂服药模式下的重复可测性。 不妨设t1时刻进行了一次单剂服药， 过了t4时间后进行了第一次排尿，则后一次排尿(距t1有t7间隔) 测得的尿液中药物质量应对应于理论中的m3(t7)-m3(t4)，即相当于 上图中的斜线部分。所以将上式分母略做修改，即使分母的理论值与 实际测得的值相对应，具体关系式 c2(t7)=m2(t7) m3(t7)-m3(t4) v2c3 v(6) 上式代入m2,m3具体表达式得 c2(t7)=1 ke e-kelt7-e-kat7 (-1 kele-kelt7+1 kae-kat7)-(-1 kele-kelt4+1 kae-kat4) v2c3 v(7) 对t4与t7不断地向后递推，即可测得多个不 同时刻下的血药浓度值。