一种基于血药浓度与AUC推算的给药换算系统
文献发布时间：2023-06-19 13:29:16
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种基于血药浓度与AUC推算的给药换算系统。
背景技术
目前传统的给药方法包括：首先制定初始用药方案，制定途径包括：(1)药师根据说明 书进行初始给药；(2)药师根据传统的药代动力学方程进行初始给药；(3)药师凭借经验进 行初始给药。病人根据初始方案进行治疗后，一般在多次给药前进行血药浓度监测，根据测 定的谷浓度，药师再根据一般性的用药指南及个人经验给出调整用药方案，但是某些药物在 不同人群中药代动力学个体差异性大，按照上述方法进行给药，并不能取得较好的临床效果。
因此目前在准确监测万古霉素等药物浓度的基础上，如何使药物浓度监测数据在临床上 得到精准合理化应用，在我国仍然存在较大的困难。
发明内容
本发明提供了一种基于血药浓度与AUC推算的给药换算系统，拟解决背景技术中提到的 现有给药方案不能在临床上取得良好的技术效果的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种基于血药浓度与AUC推算的给药换算系统， 包括以下步骤：
包括信息收集模块、分析模块以及计算模块；
所述信息收集模块用于录入与药物消除速率相关的参数；
所述分析模块包括第一分析单元、第二分析单元、第三分析单元和第四分析单元；
所述第一分析单元用于确定肾消除速率常数；
所述第二分析单元用于确定肝消除速率常数；
所述第三分析单元用于确定肥胖影响药物消除速率的常数；
所述第四分析单元基于试根法调整群体药物半衰期，使计算的血药浓度值等于监测的血 药浓度值；
所述计算模块用于基于第一到第四分析单元确定的常数及药物半衰期进行血药浓度与 AUC的计算。
具体的，所述肾消除速率常数基于患者年龄和血肌酐值决定。
具体的，所述肝消除速率常数根据年龄和肝功能决定。
优选的，所述计算模块根据药代动力学公式C＝f(t)，AUCt＝∫
进一步的，所述肥胖影响药物消除速率的常数根据理想体重决定。
所述计算模块包括男性计算单元和女性计算单元；
所述男性计算单元的计算公式如下：
男性理想体重：IBW＝50+(H-150)/2.5
男性肌酐清除率：CLcr＝(140-Y)×IBW/(0.818×S
患者的药物消除速度常数：
K
K
所述女性计算单元的计算公式如下：
K
t
所述计算模块包括静脉滴注计算单元和口服给药计算单元；
所述静脉滴注计算单元中静脉滴注给药的血药浓度与AUC计算公式如下：
C
S1＝-Csi×[(e
24h的AUC总＝(S1+S2+S3)×24/τ
所述口服给药计算单元中单次口服给药的血药浓度与Ka计算公式如下：
C
Tm＝ln(Ka/K)/(Ka–K)；通过试根法求得Ka的值；
多次口服给药的血药浓度与AUC计算公式如下：
C
稳态谷C
S1＝∫
S2＝A×{[e
12h的AUC总＝(S1+S2)×12/τ。
与现有技术相比本发明的有益效果是：本发明通过患者的年龄、身高、体重以及肝肾功 能建立患者用药的群体及个体给药模型，实现了合理给药，对于非合理给药方案进行合理的 调整；实现了给药剂量以及给药间隔的调整，使患者用药的稳态谷浓度、稳态药时曲线下面 积达到目标要求。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于血药浓度与AUC推算的给药换算系统，包括以下步骤：
包括信息收集模块、分析模块以及计算模块；
所述信息收集模块用于录入与药物消除速率相关的参数；
所述分析模块包括第一分析单元、第二分析单元、第三分析单元和第四分析单元；
所述第一分析单元用于确定肾消除速率常数；
所述第二分析单元用于确定肝消除速率常数；
所述第三分析单元用于确定肥胖影响药物消除速率的常数；所述肥胖影响药物消除速率 的常数根据理想体重决定。
所述第四分析单元基于试根法调整群体药物半衰期，使计算的血药浓度值等于监测的血 药浓度值；
所述计算模块用于基于第一到第四分析单元确定的常数及药物半衰期进行血药浓度和 AUC的计算。
具体的，所述肾消除速率常数基于患者年龄和血肌酐值决定。肾消除速率主要由患者的 年龄和血肌酐值决定，可以推算出年龄与血肌酐值相关的肾消除速率。其他如尿量和肥胖等 因素，也会显著影响肾消除速率，使患者的药物消除呈现显著的个体化差异。
具体的，所述肝消除速率常数根据年龄和肝功能决定。肝消除速率的大小，主要由患者 的年龄和肝功能决定，由于肝功能的影响，目前无法量化计算，因此采用正常值进行替代， 可以推算出正常肝功能与不同年龄下患者的肝消除速率。异常肝功能，会呈现出显著的个体 化差异。
所述计算模块根据药代动力学公式C＝f(t)，AUCt＝∫
所述计算模块包括男性计算单元和女性计算单元；
所述男性计算单元的计算公式如下：
男性理想体重：IBW＝50+(H-150)/2.5
男性肌酐清除率：CLcr＝(140-Y)×IBW/(0.818×S
患者的药物消除速度常数：
K
K
所述女性计算单元的计算公式如下：
K
t
所述计算模块包括静脉滴注计算单元和口服给药计算单元；
所述静脉滴注计算单元中静脉滴注给药的血药浓度与AUC计算公式如下：
由于C
故Cm＝C
因此：C
在一个静滴给药间隔内，稳态谷浓度Csi点后的曲线下面积AUC总等于在该点后的下降 曲线面积S1+该点后的1次静滴给药的上升曲线面积S2+1次静滴结束后的下降曲线面积S3 之和。
由于：S1＝∫
故：S1＝-Csi×[(e
因此：24h的AUC总＝(S1+S2+S3)×24/τ
所述口服给药计算单元中单次口服给药的血药浓度与Ka计算公式如下：
C
令F×D×K
有Cm/A＝(e
多次口服给药的血药浓度与AUC计算公式如下：
C
稳态谷C
在一个口服给药间隔内，稳态谷浓度Csi点后的曲线下面积AUC总等于在该点后的下降 曲线面积S1+该点后的1次口服给药的面积S2之和。
S1＝∫
S2＝A×{[e
12h的AUC总＝(S1+S2)×12/τ。
以下是对上述公式中涉及的参数进行的定义：
C：血药浓度(μg/ml或ng/ml)；t：给药开始到采血之间的时间(h)；AUC：药时曲线下面积(μg.h/ml或ng.h/ml)；AUC24:24小时的药时曲线下面积(μg.h/ml或ng.h/ml)；AUC12:12 小时的药时曲线下面积(μg.h/ml或ng.h/ml)；IBW：理想体重(kg)；H：患者的身高(cm)； CLcr：肌酐清除率(ml/min)；Y：患者的年龄(岁)；Scr：血清肌酐浓度(μmol/L)；K： 药物消除速率常数(h
基于本发明实现给药方案的步骤如下：
1、按药品说明书要求，初拟给药方案，一两天内监测药物浓度，用本系统准确推算出患 者用药的核心参数：药物消除半衰期、稳态谷浓度、稳态AUC。用本系统校正给药方案：参 考半衰期调整给药间隔(给药间隔约等于半衰期)，调整给药剂量和或给药间隔，使患者的药 物稳态谷浓度和或稳态AUC达到目标要求。
2、按相关的临床用药指南推荐的给药方法，初拟给药方案，一两天内监测药物浓度，用 本系统准确推算出患者用药的核心参数，用本系统校正给药方案。
3、按常规经验，初拟给药方案，一两天内监测药物浓度，用本系统准确推算出患者用药 的核心参数，用本系统校正给药方案。
4、先予负荷剂量，12-24h内监测药物浓度，用本系统准确推算出患者用药的药物消除半 衰期，达到目标要求的给药方案(给药剂量+给药间隔)，两三天后复查药物浓度，再用本系 统准确推算出患者用药的核心参数，用本系统校正给药方案。
5、用群体药物消除的平均半衰期，以及患者的性别、年龄、身高、体重、血肌酐值等个 体用药参数，用本系统准确推算出患者用药的个体药物消除半衰期，达到目标要求的给药方 案(给药剂量+给药间隔)，两三天后复查药物浓度，再用本系统准确推算出患者用药的核心 参数，用本系统校正给药方案。
6、已经长期用药患者，监测药物浓度，用本系统准确推算出患者用药的核心参数，用本 系统校正给药方案。
本发明使用于体内呈现一级动力学消除的药物，例如万古霉素、丙戊酸、地高辛、环孢 素、他克莫司、茶碱、奥卡西平、卡马西平等药物。
例如：××华，女，84岁，身高156cm，体重75kg，血肌酐128.2μmol/L，起搏器囊袋感染，静滴1.3h万古霉素1.0g，q 12h，第3次给药的11.5h采血送检，监测浓度为19.2μg/ml。成人万古霉素的目标稳态谷浓度为10—20μg/ml，目标稳态AUC24为400—650μg.h/ml。
1、预判给药方案合理性：
如果群体半衰期取值5h(4—6h的文献记载均值)，系统计算的稳态浓度为 29.1—42.2μg/ml，稳态AUC24为846μg.h/ml，稳态谷浓度及AUC24均高于目标要求。
2、计算个体药动学参数：
调整群体药物半衰期，使计算浓度＝19.2μg/ml，系统计算的稳态浓度为24.6—37.8μg/ml， 稳态AUC24为739μg.h/ml，个体半衰期为17.28h，稳态谷浓度及AUC24均高于目标要求。 稳态AUC24的预判值比测定值高14.48％。如果调整给药方案为：静滴0.7h万古霉素0.5g， q 8h，那么患者将来的稳态浓度可能为：19.9—26.6μg/ml，稳态AUC24可能为554μg.h/ml。
说明：因本计算系统纳入了患者的性别、年龄、身高、体重、血肌酐浓度等个体参数， 用群体半衰期计算的稳态AUC值与实测稳态AUC值比较，偏差较小(846vs 739)。本例患者的个体半衰期与群体半衰期比较，差异显著(17.28vs 5)，年龄和血肌酐参数对万古霉素的 肾消除影响巨大。
××鑫，男，1.5岁，身高83cm，体重11.5kg，血肌酐31μmol/L，脓毒症，静滴1.3h万古 霉素150mg，q 6h，第12次给药的5.5h采血送检，监测浓度为9.2μg/ml。儿童万古霉素的目标稳态谷浓度为5—15μg/ml，目标稳态AUC24为400—650μg.h/ml。
1、预判给药方案合理性：
如果群体半衰期取值为3.54h(说明书：1—11岁，2.52—4.17h，均值为3.54h)，系统计 算的稳态浓度为5.6—16.6μg/ml，稳态AUC24为249μg.h/ml，稳态谷浓度在目标浓度参考范 围，但稳态AUC24低于目标要求。
2、计算个体药动学参数：
调整群体药物半衰期，使计算浓度＝9.2μg/ml，系统计算的稳态浓度为8.4—19.6μg/ml， 稳态AUC24为322μg.h/ml，个体半衰期为3.85h，稳态谷浓度在目标浓度参考范围，但稳态 AUC24低于目标要求。稳态AUC24的预判值比测定值低24.22％。如果调整给药方案为：静 滴1.7h万古霉素200mg，q 6h，那么患者将来的稳态浓度可能为：11.7—25.1μg/ml，稳态 AUC24可能为429μg.h/ml。
说明：因本计算系统纳入了患者的性别、年龄、身高、体重、血肌酐浓度等个体参数， 用群体半衰期计算的稳态AUC24值与实测稳态AUC24值比较，偏差较小(249vs 322)。个体半衰期接近群体半衰期(3.85vs 3.54h)。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离 本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一 点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求 而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括 在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一 个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明 书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解 的其他实施方式。