最佳个体化给药方案设计

发布时间：2017-06-02 06:02

  本文关键词：最佳个体化给药方案设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的个体化给药方法包括确定最初给药方案、采血、测定血药浓度、建立药动学模型、参数估计和确定最终给药方案六部分。其中,建立药物动力学模型和确定最终给药方案是本文主要研究的问题。药动学模型建立是上述研究的基础,现在大多数文献运用微分方程建立药动学模型,并未突出给药的脉冲作用,不能准确地描述整个给药过程;药物在体内的代谢过程符合时齐的马尔科夫链,很少有文献运用马尔科夫链描述药动学过程,本文将大胆尝试运用马尔科夫链理论并结合脉冲给药方式建立药动学模型,同时建立脉冲微分方程给药模型,根据血药浓度统计数据,利用残差分析法,确定误差最小的模型为药物动力学给药模型。给药方案设计方面,目前确定的最终给药方案大多仅保证了给药的合理性,使得血药浓度在治疗窗口之内,本文将利用最优化理论,考虑到毒素在体内的积蓄程度,确定药效好,副作用最小的最佳给药方案。针对以上问题,本文主要的工作如下:1.建立脉冲微分方程药动学模型。首先,建立周期性脉冲微分方程药动学模型;然后,给出每个给药周期内药量的表达式;最后,对患者测得的血药浓度数据进行统计分析,运用残数法估计模型参数。2.建立马尔科夫链药动学模型。首先,运用马尔科夫链描述n室静脉注射模型,给出其对应的转移概率矩阵和马尔科夫链基本矩阵;其次,将马尔科夫链与脉冲结合在一起,建立周期性马尔科夫链药动学模型,给出每个给药周期内药量的表达式;然后,根据患者的血药浓度数据运用非线性回归估计模型参数;最后,利用吸收马尔科夫链和带输入的马尔科夫链的相关性质计算药物运转时间和稳态药量。3.最佳个体化给药方案设计。首先,运用体内药量在一个疗程内的积分表示药物在体内的积蓄程度,分别给出每种模型下体内药量积蓄程度的表达式;其次,分别给出每种模型下一个疗程内体内药量的最高值;然后,在每种模型下,运用最优化理论,确定药量在治疗窗口之内,毒素积蓄最小的最佳给药方案;最后,通过比较本文建立的两种药动学模型对实际数据的拟合程度,为患者确定最佳的给药方案,并总结最佳个体化给药方案的设计流程。
【关键词】：个体化给药 脉冲 马尔科夫链 最优化 给药方案
【学位授予单位】：沈阳师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R96
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 引言8-11
• 1.1 个体化给药的研究背景8-9
• 1.2 本文主要研究内容9-11
• 第2章 脉冲微分方程药动学模型的建立11-17
• 2.1 单室静脉注射模型的建立11-14
• 2.1.1 模型假设11
• 2.1.2 模型建立11-12
• 2.1.3 参数估计12-13
• 2.1.4 仿真模拟13-14
• 2.2 单室血管外给药模型的建立14-17
• 2.2.1 模型假设14
• 2.2.2 模型建立14-15
• 2.2.3 参数估计15
• 2.2.4 仿真模拟15-17
• 第3章 马尔科夫链药动学模型的建立17-28
• 3.1 预备知识18
• 3.2 静脉注射模型的建立18-21
• 3.2.1 模型假设19
• 3.2.2 模型建立19-20
• 3.2.3 参数估计20-21
• 3.2.4 仿真模拟21
• 3.3 血管外给药模型的建立21-25
• 3.3.1 模型假设21-22
• 3.3.2 模型建立22-23
• 3.3.3 参数估计23-24
• 3.3.4 仿真模拟24-25
• 3.4 模型的应用25-28
• 3.4.1 药物运转时间的计算25
• 3.4.2 稳态药量的估计25-26
• 3.4.2.1 静脉注射模型下稳态药量的估计26
• 3.3.2.2 血管外给药模型下稳态药量的估计26
• 3.4.3 仿真模拟26-28
• 第4章 最佳个体化给药方案设计28-42
• 4.1 脉冲微分方程模型下的最佳给药方案28-33
• 4.1.1 单室静脉注射模型的最佳给药方案28-30
• 4.1.1.1 最佳给药方案设计28-29
• 4.1.1.2 仿真模拟29-30
• 4.1.2 单室血管外给药模型的最佳给药方案30-33
• 4.1.2.1 最佳给药方案设计30-32
• 4.1.2.2 仿真模拟32-33
• 4.2 马尔科夫链模型下的最佳给药方案33-38
• 4.2.1 单室静脉注射模型的最佳给药方案33-35
• 4.2.1.1 最佳给药方案设计33-34
• 4.2.1.2 仿真模拟34-35
• 4.2.2 单室血管外给药模型的最佳给药方案35-38
• 4.2.2.1 最佳给药方案设计35-37
• 4.2.2.2 仿真模拟37-38
• 4.3 个体化给药的最佳给药方案38-42
• 4.3.1 最佳给药方案设计38-39
• 4.3.2 仿真模拟39-42
• 第5章 总结与展望42-43
• 参考文献43-45
• 个人简历及在学期间的研究成果和发表的学术论文45-46
• 致谢46

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