JP6920669B2 - Pharmacokinetic analysis method, pharmacokinetic analyzer and program - Google Patents
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Description
本願発明は、薬物動態解析方法、薬物動態解析装置及びプログラムに関し、特に、患者の薬物動態の変化を解析する薬物動態解析方法等に関する。 The present invention relates to a pharmacokinetic analysis method, a pharmacokinetic analyzer and a program, and more particularly to a pharmacokinetic analysis method for analyzing changes in a patient's pharmacokinetics.
薬物動態は、一般に、生理機能が一定であることを仮定して分析している。具体的には、入力された生理機能が一定の状態にあることを仮定して、ベイジアン法で最終解(固定値)を取得する手法が知られている。 Pharmacokinetics are generally analyzed on the assumption that physiology is constant. Specifically, there is known a method of obtaining a final solution (fixed value) by the Bayesian method on the assumption that the input physiological function is in a constant state.
例えば感染症患者では、生理機能は一定ではない。非特許文献1は、生理機能が変化することを許容する手法を開示する。具体的には、入力された生理機能に変化点が含まれており、変化点を境に生理機能の変化を分割し、変化点前の区間の血中濃度推移を計算し、変化点後の区間の血中濃度推移を描写し、ベイジアン法で最終解(固定値)を取得するものである。
For example, in infectious disease patients, physiology is not constant. Non-Patent
図7は、背景技術による薬物動態の分析の一例を示す。(a)は薬物動態が一定であると仮定した場合の分析例、(b)は非特許文献1による分析例である。目標は、抗生物質を投与したときに、血中濃度の日々の最低値が10μg/mL以上20μg/mL以下となることである。生理機能は、以下のように変化するとする。投薬当初、血清クレアチニンは1.0mg/dLであったところ、途中で1.5mg/dLに上昇した。その後、持続腎代替療法を開始した。
FIG. 7 shows an example of analysis of pharmacokinetics by the background technique. (A) is an analysis example assuming that the pharmacokinetics is constant, and (b) is an analysis example according to Non-Patent
しかしながら、単順に生理機能が一定であるという仮定の下では、図7(a)にあるように患者の生理機能の変化を描写することができなかった。 However, under the assumption that the physiology is simply constant, it was not possible to depict changes in the patient's physiology as shown in FIG. 7 (a).
また、非特許文献1記載の手法では、図7(b)にあるように、血清クレアチニンの量の上昇に伴い、血中濃度が上昇している点は描写できている。しかしながら、持続腎代替療法が開始され、血中濃度が低下することは描写できていない。このように、区間に分けて複雑な計算が必要になり、患者の複雑な薬物動態の変化を記述できず、真の血中濃度の推移を描写することが困難であった。
Further, in the method described in
そこで、本願発明は、患者の生理機能の変化に対応して、この患者の薬物動態の変化を容易に解析することが可能な薬物動態解析方法等を提案することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to propose a pharmacokinetic analysis method or the like capable of easily analyzing a change in the pharmacokinetics of a patient in response to a change in the physiological function of the patient.
本願発明の第1の観点は、患者の薬物動態の変化を解析する薬物動態解析方法であって、解析装置が備える個人薬物動態計算手段及び集団薬物動態獲得手段が、前記解析装置に入力された前記患者の生理機能に対応して、それぞれ、前記患者の個人薬物動態値を計算し、及び、前記患者が属する集団における集団薬物動態値を得る薬物動態獲得ステップと、前記解析装置が備える変動係数計算手段が、前記個人薬物動態値と前記集団薬物動態値との対応関係を示す変動係数を計算する変動係数計算ステップと、前記解析装置が備える集団変化薬物動態獲得手段が、前記解析装置に入力された生理機能の変化に対応する前記集団における集団薬物動態値の変化を得る集団変化薬物動態獲得ステップと、前記解析装置が備える患者変化薬物動態獲得手段が、前記変動係数と前記集団薬物動態値の変化を用いて、前記生理機能の変化に対応する前記患者の個人薬物動態値の変化を計算する患者変化薬物動態計算ステップを含むものである。 The first aspect of the present invention is a pharmacokinetic analysis method for analyzing changes in the pharmacokinetics of a patient, in which an individual pharmacokinetic calculation means and a group pharmacokinetic acquisition means included in the analyzer are input to the analyzer. A pharmacokinetic acquisition step for calculating an individual pharmacokinetic value of the patient and obtaining a collective pharmacokinetic value in the population to which the patient belongs, respectively, according to the physiological function of the patient, and a variation coefficient provided in the analyzer. The calculation means inputs the fluctuation coefficient calculation step for calculating the fluctuation coefficient indicating the correspondence relationship between the individual pharmacokinetic value and the group pharmacokinetic value, and the group change pharmacokinetic acquisition means included in the analysis device is input to the analysis device. The group change pharmacokinetic acquisition step for obtaining the change in the population pharmacokinetic value in the population corresponding to the change in the physiological function and the patient change pharmacokinetic acquisition means provided in the analyzer are the fluctuation coefficient and the group pharmacokinetic value. It comprises a patient change pharmacokinetic calculation step of calculating a change in the individual pharmacokinetic value of the patient corresponding to the change in physiological function using the change in.
本願発明の第2の観点は、第1の観点の薬物動態解析方法であって、前記解析装置は、生理機能を係数に含む数理モデルを記憶する数理モデル記憶手段を備え、前記薬物動態獲得ステップにおいて、前記個人薬物動態計算手段は、前記患者の生理機能が一定であることを仮定して前記数理モデルを用いて前記患者の個人薬物動態値を計算するものである。 The second aspect of the present invention is the pharmacokinetic analysis method of the first aspect, wherein the analysis apparatus includes a mathematical model storage means for storing a mathematical model including a physiological function as a coefficient, and the pharmacokinetic acquisition step. In the individual pharmacokinetic calculation means, the individual pharmacokinetic value of the patient is calculated using the mathematical model on the assumption that the physiological function of the patient is constant.
本願発明の第3の観点は、第1又は第2の観点の薬物動態解析方法であって、前記数理モデル記憶手段は、前記個人薬物動態値を係数とするバイオマーカー数理モデルを含み、前記解析装置が備えるバイオマーカー推移計算手段が、前記患者の個人動態値の変化を利用して前記バイオマーカー数理モデルを解くことにより、バイオマーカーの推移を計算するバイオマーカー推移計算ステップを含むものである。 The third aspect of the present invention is the pharmacokinetic analysis method of the first or second aspect, and the mathematical model storage means includes a biomarker mathematical model having the individual pharmacokinetic value as a coefficient, and the analysis. The biomarker transition calculation means provided in the apparatus includes a biomarker transition calculation step for calculating the biomarker transition by solving the biomarker mathematical model using the change in the personal dynamic value of the patient.
本願発明の第4の観点は、第1から第3のいずれかの観点の薬物動態解析方法であって、前記解析装置が備える集団薬物動態更新手段が、前記変動係数を計算した後に、前記個人薬物動態値を利用して前記生理機能に対応する集団薬物動態値を更新する集団薬物動態更新ステップを含むものである。 A fourth aspect of the present invention is the pharmacokinetic analysis method of any one of the first to third aspects, wherein the group pharmacokinetic updating means included in the analyzer calculates the coefficient of variation, and then the individual. It includes a population pharmacokinetic update step of updating the population pharmacokinetic value corresponding to the physiological function using the pharmacokinetic value.
本願発明の第5の観点は、患者の薬物動態の変化を解析する薬物動態解析装置であって、前記患者の生理機能、及び、生理機能の変化が入力される入力手段と、入力された前記患者の生理機能に対応する前記患者の個人薬物動態値を計算する個人薬物動態計算手段と、前記患者が属する集団における、入力された前記患者の生理機能に対応する集団薬物動態値を得る薬物動態獲得手段と、前記個人薬物動態値と前記集団薬物動態値との対応関係を示す変動係数を計算する変動係数計算手段と、入力された前記生理機能の変化に対応する前記集団における集団薬物動態値の変化を得る変化集団薬物動態獲得手段と、前記変動係数と前記集団薬物動態値の変化を用いて、前記生理機能の変化に対応する前記患者の個人薬物動態値の変化を計算する変化個人薬物動態計算手段を備えるものである。 A fifth aspect of the present invention is a pharmacokinetic analyzer that analyzes changes in the pharmacokinetics of a patient, the input means for inputting the pharmacokinetic function of the patient and the changes in the pharmacokinetics, and the input. An individual pharmacokinetic calculation means for calculating the individual pharmacokinetic value of the patient corresponding to the physiological function of the patient, and a pharmacokinetic value for obtaining the input group pharmacokinetic value corresponding to the input physiological function of the patient in the group to which the patient belongs. The acquisition means, the fluctuation coefficient calculation means for calculating the fluctuation coefficient indicating the correspondence between the individual pharmacokinetic value and the group pharmacokinetic value, and the population pharmacokinetic value in the group corresponding to the input change in the physiological function. The change individual drug for calculating the change in the individual pharmacokinetic value of the patient corresponding to the change in the physiological function by using the change group pharmacokinetic acquisition means for obtaining the change in It is provided with a dynamic calculation means.
本願発明の第6の観点は、コンピュータにおいて第1から第4のいずれかの観点の薬物動態解析方法を実現するためのプログラムである。 The sixth aspect of the present invention is a program for realizing the pharmacokinetic analysis method of any one of the first to fourth aspects in a computer.
なお、本願発明を、第6の観点のプログラムを定常的に記憶するコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。 The invention of the present application may be regarded as a computer-readable recording medium that constantly stores the program of the sixth aspect.
本願発明は、患者の生理機能が変化しても変動係数が一定であることを利用して、簡単な計算処理により、患者の生理機能の変化に対応する患者の個人薬物動態値の変化を求めることができる。 The present invention utilizes the fact that the coefficient of variation is constant even if the patient's physiology changes, and obtains the change in the patient's individual pharmacokinetic value corresponding to the change in the patient's physiology by a simple calculation process. be able to.
具体的には、患者の特定の生理機能に対する個人薬物動態値を求める。ここで、特定の生理機能に対する個人薬物動態値は、第2の観点にあるように、生理機能が一定であることを仮定して求めることができる。そして、個人薬物動態値と集団の集団薬物動態値とを比較して変動係数を得る。これは、四則演算のようなシンプルな計算により、求めることができる。 Specifically, the individual pharmacokinetic value for a specific physiological function of the patient is obtained. Here, the individual pharmacokinetic value for a specific physiological function can be obtained on the assumption that the physiological function is constant, as in the second viewpoint. Then, the coefficient of variation is obtained by comparing the individual pharmacokinetic value with the collective pharmacokinetic value of the population. This can be obtained by a simple calculation such as four arithmetic operations.
続いて、生理機能の変化に対応する集団の集団薬物動態値の変化を得る。集団の集団薬物動態値の変化と変動係数を利用して、四則演算のようなシンプルな計算により患者の個人薬物動態値の変化を得ることができる。 Subsequently, the change in the population pharmacokinetic value of the population corresponding to the change in physiological function is obtained. By utilizing the change and coefficient of variation of the population pharmacokinetic value of the population, it is possible to obtain the change of the individual pharmacokinetic value of the patient by a simple calculation such as four arithmetic operations.
特に、本願発明の第2の観点にあるように、変動係数は、患者の生理機能が一定であるとして計算することができる。非特許文献1記載の技術では、生理機能の変化に対応して、直接、患者の個人薬物動態値の変化を経るものであったため、変化点の前後で区間に分ける必要があり、煩雑な計算が必要であった。本願発明では、このような煩雑な計算を避け、四則演算のようなシンプルな計算を使用することができる。
In particular, as in the second aspect of the present invention, the coefficient of variation can be calculated assuming that the patient's physiology is constant. In the technique described in
さらに、本願発明の第3の観点にあるように、バイオマーカーの量をも推定することが可能になる。このような計算は、非特許文献1のように区間に分けるなどの手法では、実現することが困難なものであった。
Furthermore, as in the third aspect of the present invention, it is possible to estimate the amount of biomarker. Such a calculation is difficult to realize by a method such as dividing into sections as in
さらに、従来は、複数の患者の個別薬物動態値も独立しており、集団薬物動態値とも独立していた。それに対し、本願発明の第4の観点によれば、新たな個別薬物動態値を反映して集団薬物動態値の精度を向上させることができ、集団薬物動態値の変化による個別薬物動態値の変化のシミュレーションの正確性を向上させることができる。そして、それが新たな患者への使用へとつながり、新たな個別薬物動態値を得て集団薬物動態値の精度がさらに向上する。このように、個別薬物動態値と集団薬物動態値との間にサイクルを実現して、真の個別化投与設計を実現することが可能になる。 Furthermore, in the past, the individual pharmacokinetic values of a plurality of patients were also independent, and were also independent of the population pharmacokinetic values. On the other hand, according to the fourth aspect of the present invention, the accuracy of the population pharmacokinetic value can be improved by reflecting the new individual pharmacokinetic value, and the change in the individual pharmacokinetic value due to the change in the population pharmacokinetic value. The accuracy of the simulation can be improved. Then, it leads to use in new patients, and new individual pharmacokinetic values are obtained to further improve the accuracy of population pharmacokinetic values. In this way, it is possible to realize a true personalized administration design by realizing a cycle between the individual pharmacokinetic value and the population pharmacokinetic value.
以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、この実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. The invention of the present application is not limited to this embodiment.
図1は、本願発明の実施の形態に係る薬物動態解析装置の構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the pharmacokinetic analysis device according to the embodiment of the present invention.
図1の薬物動態解析装置1は、患者の薬物動態の変化を解析する。薬物動態解析装置1は、集団薬物動態データベース3と、入力手段5と、数理モデル記憶部7と、患者生理機能記憶部9と、生理機能変化記憶部11と、個人薬物動態計算部21(本願請求項の「個人薬物動態計算手段」の一例)と、個人薬物動態記憶部23と、集団薬物動態獲得部25(本願請求項の「集団薬物動態獲得手段」の一例)と、集団薬物動態記憶部27と、変動係数計算部29(本願請求項の「変動係数計算手段」の一例)と、変動係数記憶部31と、集団変化薬物動態獲得部41(本願請求項の「集団変化薬物動態獲得手段」の一例)と、集団変化薬物動態記憶部43と、患者変化薬物動態計算部45(本願請求項の「患者変化薬物動態獲得手段」の一例)と、患者変化薬物動態記憶部47と、バイオマーカー推移計算部49(本願請求項の「バイオマーカー推移計算手段」の一例)と、集団薬物動態更新部51(本願請求項の「集団薬物動態更新手段」の一例)を備える。
The
入力手段5は、例えばキーボードやマウスなどの入力装置により実現することができる。集団薬物動態データベース3、数理モデル記憶部7、患者生理機能記憶部9、生理機能変化記憶部11、個人薬物動態記憶部23、集団薬物動態記憶部27、変動係数記憶部31、集団変化薬物動態記憶部43、及び、患者変化薬物動態記憶部47は、メモリやハードディスクなどの記憶装置により実現することができる。個人薬物動態計算部21、集団薬物動態獲得部25、変動係数計算部29、集団変化薬物動態獲得部41、患者変化薬物動態計算部45、バイオマーカー推移計算部49、及び、集団薬物動態更新部51は、プログラム(表計算プログラムなど)により動作する例えばCPUなどの演算装置により実現することができる。
The input means 5 can be realized by an input device such as a keyboard or a mouse. Group pharmacokinetic database 3, mathematical model memory 7, patient
図2は、図1の薬物動態解析装置1の動作の一例を示すフロー図である。図2を参照して、図1の薬物動態解析装置1の動作の一例を説明する。以下では、細菌に対する抗生物質の効果を例に、具体的に説明する。また、バイオマーカーは、微生物の量とする。
FIG. 2 is a flow chart showing an example of the operation of the
入力手段5は、例えばキーボードやマウスである。薬物動態解析装置1の利用者は、入力手段5を操作して数理モデルを入力する(ステップST1)。数理モデル記憶部7は、入力された数理モデルを記憶する。
The input means 5 is, for example, a keyboard or a mouse. The user of the
図3は、図1の数理モデル記憶部7が記憶する数理モデルの一例を示す。ここでは、薬物動態(PK)の数理モデルと、菌量の変化(薬力学、PD)の数理モデルを含む。 FIG. 3 shows an example of a mathematical model stored in the mathematical model storage unit 7 of FIG. Here, a mathematical model of pharmacokinetics (PK) and a mathematical model of changes in bacterial mass (pharmacodynamics, PD) are included.
まず、PKのモデリングについて説明する。PKのモデルは、2−コンパートメントモデルとする。抗生物質は、中心に投与される。中心における抗生物質の量をCcとする。抗生物質は、中心と末梢との間で交換され、また、中心から体外に排出される。末梢における抗生物質の量をCpとする。PKの微分方程式は、数1により表される。ここで、k21は末梢から中心への抗生物質の移行速度定数を示し、k12は中心から末梢への抗生物質の移行速度定数を示し、k10は、中心から体外への抗生物質の移行(消失)速度定数を示す。First, PK modeling will be described. The PK model shall be a 2-compartment model. Antibiotics are administered centrally. Let Cc be the amount of antibiotic in the center. Antibiotics are exchanged between the center and the periphery and are excreted from the center to the outside of the body. Let Cp be the amount of antibiotic in the periphery. The differential equation of PK is represented by
次に、PDのモデリングについて説明する。菌量は、基本的に増加するが、抗生物質により殺菌される。菌量をBとする。PDの微分方程式は、数2により表される。ここで、kgrowthは菌の増殖速度定数を示し、kdeathは殺菌速度定数を示す。Next, PD modeling will be described. The amount of bacteria basically increases, but it is sterilized by antibiotics. Let B be the amount of bacteria. The differential equation of PD is represented by
このような数理モデルは、理想的な状態でならば容易に計算することができる。そのため、医薬品開発などでは、目標血中濃度の設定に有効であるとして利用されていた。しかしながら、臨床現場では、複雑な計算が必要になるため、個別の投与計画に使用されてこなかった。 Such a mathematical model can be easily calculated in an ideal state. Therefore, it has been used as being effective in setting the target blood concentration in drug development and the like. However, in clinical practice, it has not been used in individual dosing regimens due to the complexity of calculations required.
次に、薬物動態解析装置1の利用者は、入力手段5を操作して患者の生理機能を入力する(ステップST2)。患者生理機能記憶部9は、入力された患者の生理機能を記憶する。生理機能は、例えば抗生物質の場合、腎臓の働きに関するものであり、年齢、体重、血清クレアチニン値、性別などである。なお、以下では、簡単のために、利用者が、生理機能を入力し(ステップST2)、生理機能の変化を入力する(ステップST5)ように、これらを別々に入力する場合を例として説明している。しかしながら、例えば、利用者が生理機能の変化を入力し、その初期値を生理機能の入力とするように、両方を一度に入力してもよい。
Next, the user of the
入力された患者の生理機能に対応して、個人薬物動態計算部21は患者の個人薬物動態値を計算し、集団薬物動態獲得部25は、集団薬物動態データベース3を用いて患者が属する集団における集団薬物動態値を得る(ステップST3)。集団は、例えば、生理機能の一部又は全部を共通にする人の集団とする。個人薬物動態記憶部23及び集団薬物動態記憶部27は、それぞれ、個人薬物動態値及び集団薬物動態値を記憶する。なお、個人薬物動態計算部21と集団薬物動態獲得部25の処理は、並列でもよく、いずれが先でもよい。
The individual
個人薬物動態計算部21は、数1の数理モデルに対して、例えばRunge-Kutta-Gill法を用いて微分方程式を直接解き、ベイジアン法により最終解を取得する。ここで、Runge-Kutta-Gill法は、本事例で視覚的に説明すれば、血中濃度推移を描写する際、傾きを経時的に連続的に前向きに予測しながら描写するものである。最終解として固定値を得ることができる。
The personal
集団薬物動態データベース3は、患者の生理機能に応じて患者が属する集団を特定し、その集団における集団薬物動態値を記憶する(例えばRAINなど)。集団は、例えば、生理機能の一部又は全部を共通にする集団として特定することができる。集団薬物動態値は、例えば、集団での薬物動態の平均値である。以下では、例として平均値を用い、集団薬物動態値を平均薬物動態値ともいう。患者の生理機能によって、集団の平均薬物動態値を特定(推測、推定)することができる。 The population pharmacokinetic database 3 identifies the population to which the patient belongs according to the physiological function of the patient, and stores the population pharmacokinetic value in the population (for example, RAIN). A population can be identified, for example, as a population that shares some or all of its physiological functions. The population pharmacokinetic value is, for example, the average value of the pharmacokinetics in the population. In the following, the average value is used as an example, and the population pharmacokinetic value is also referred to as the average pharmacokinetic value. The mean pharmacokinetic value of the population can be identified (estimated, estimated) by the patient's physiology.
変動係数計算部29は、患者の個人薬物動態値と集団の平均薬物動態値から、変動係数を求める(ステップST4)。変動係数記憶部31は、変動係数を記憶する。
The coefficient of
ここで、変動係数とは、集団の平均薬物動態値を基準に、個体差を表現するものである。数3にあるように、平均薬物動態値と変動係数を乗算する場合と、平均薬物動態値と変動係数を加算する場合がある。変動係数を求めるとき、前者の場合には個人薬物動態値を平均薬物動態値で割ればよく、後者の場合には個人薬物動態値から平均薬物動態値を引けばよい。このように、変動係数は、四則演算のようなシンプルな演算で求めることができる。 Here, the coefficient of variation expresses individual differences based on the average pharmacokinetic value of the population. As shown in Equation 3, there are cases where the average pharmacokinetic value is multiplied by the coefficient of variation, and cases where the average pharmacokinetic value and the coefficient of variation are added. When calculating the coefficient of variation, in the former case, the individual pharmacokinetic value may be divided by the average pharmacokinetic value, and in the latter case, the average pharmacokinetic value may be subtracted from the individual pharmacokinetic value. In this way, the coefficient of variation can be obtained by a simple operation such as four arithmetic operations.
集団の平均薬物動態値は、患者の生理機能によって変化する。従来、患者の生理機能を使って、直接、患者の個人薬物動態値のみを計算するものであった。そのため、患者の生理機能が変化する場合、複雑な生理機能の変化に対応して患者の個人薬物動態値を具体的に得る必要があった。 The mean pharmacokinetic value of the population depends on the patient's physiology. Traditionally, only the patient's personal pharmacokinetic values have been calculated directly using the patient's physiology. Therefore, when the patient's physiological function changes, it is necessary to specifically obtain the patient's individual pharmacokinetic value in response to the complicated change in the physiological function.
他方、変動係数は、患者の生理機能によって変化せず、一定である。本願発明は、変動係数が一定であることを利用するものである。具体的には後に説明するように、生理機能の変化に対応して集団の平均薬物動態値の変化を得、集団の平均薬物動態値の変化と変動係数を利用して患者の個人薬物動態値の変化を得る。患者の個人薬物動態値は、変動係数を得るために計算すればよい。さらに、患者の生理機能が一定であることを仮定することができる。そのため、非特許文献1のように区間に分ける必要がなく、煩雑な計算を回避することができる。
On the other hand, the coefficient of variation does not change depending on the physiological function of the patient and is constant. The present invention utilizes the fact that the coefficient of variation is constant. Specifically, as will be described later, the change in the mean pharmacokinetic value of the population is obtained in response to the change in physiological function, and the change in the mean pharmacokinetic value of the population and the coefficient of variation are used to obtain the individual pharmacokinetic value of the patient. Get a change in. The patient's personal pharmacokinetic value may be calculated to obtain the coefficient of variation. Furthermore, it can be assumed that the patient's physiology is constant. Therefore, unlike
次に、薬物動態解析装置1の利用者は、入力手段5を操作して生理機能の変化を入力する(ステップST5)。生理機能変化記憶部11は、入力された生理機能の変化を記憶する。生理機能の変化は、例えば、投薬開始時には血清クレアチニン値が1.0mg/dLであったところ5回目の投薬のとき1.5mg/dLに変化したこと、及び、11回目の投薬の時点で持続腎代替療法を開始したこと、である。
Next, the user of the
集団変化薬物動態獲得部41は、集団薬物動態データベース3を利用して、生理機能の変化に対応して、患者が属する集団の平均薬物動態値の変化を得る(ステップST6)。集団変化薬物動態記憶部43は、集団薬物動態値の変化を記憶する。
The population change
患者変化薬物動態計算部45は、集団の平均薬物動態値の変化と変動係数を利用して、生理機能の変化に対応する患者の個人薬物動態値の変化を得る(ステップST7)。具体的には、数3の前者の場合には集団の平均薬物動態値の変化と変動係数を乗算すればよく、数3の後者の場合には集団の平均薬物動態値の変化と変動係数とを加算すればよい。
The patient change
図4は、本願発明により得られた、生理機能の変化に対応する血中濃度の推移の一例を示す。血中濃度の目標値は、日々の最低値が10μg/ml以上20μg/mlの範囲内とすることである。前半では、血清クレアチニンの増加に対応して血中濃度が上昇したこと、そして、後半では、持続腎代替療法が開始されたことにより、血中濃度が低下し、血中濃度の目標値である10μg/ml以上20μg/mlの範囲内に収まっていることが示されている。 FIG. 4 shows an example of the transition of blood concentration corresponding to the change in physiological function obtained by the present invention. The target value of blood concentration is that the daily minimum value should be within the range of 10 μg / ml or more and 20 μg / ml. In the first half, the blood concentration increased in response to the increase in serum creatinine, and in the second half, the blood concentration decreased due to the start of continuous renal replacement therapy, which is the target value of the blood concentration. It has been shown to be within the range of 10 μg / ml or more and 20 μg / ml.
このように、本願発明によれば、平均薬物動態値に対する比率やズレに変換するという単純明快な計算処理を用いることにより、生理機能の変化があっても、その変化に対応する個人薬物動態値の変化を容易に得ることができるようになった。 As described above, according to the present invention, even if there is a change in physiological function, the individual pharmacokinetic value corresponding to the change in physiological function is used by using a simple and clear calculation process of converting the ratio to the average pharmacokinetic value or the deviation. It has become possible to easily obtain changes in.
バイオマーカー推移計算部49は、必要であれば、バイオマーカーの推移を計算する(ステップST8)。例えば、図3の例の場合、kdeathは、数4と表すことができる。ここで、Emaxは最大殺菌速度(log コロニー数)、Cは血中濃度、Hillはヒル係数、EC50はEmaxを得る濃度の半分の濃度である。数2におけるkgrowth・B−kdeath・Bは、前項が細菌数の増殖、後項が細菌数の減少を示す。図3にあるとおり、kgrowthは増殖速度定数で、(菌によって異なるが)一定の値を取り得る。しかし、Kdeathは殺菌速度定数で、定数とはいうものの中心(Cc)における薬物濃度に支配されることが理解できる。しかし、kdeathは濃度上昇に伴い変化するが、比例的あるいは非線形的に際限なく増加しない。ある一定の濃度で最大殺菌速度(Emax)に到達する。そして、濃度上昇に伴い、低濃度域では徐々に殺菌速度が上昇し(傾きが緩やか)、EC50(Emaxの半分の速度を得る濃度)付近で傾きは最大化し、またEmax付近で傾きは緩やかになる。このグラフの形を一元的に説明できるモデルがSigmoid Emaxモデルで、数4にて表される。バイオマーカー推移計算部49は、得られた血中濃度を利用して数4によりKdeathを計算し、数2によりバイオマーカーの推移を計算することができる。The biomarker
図5は、抗生物質の投与量を変えた場合の抗生物質の血中濃度曲線と、バイオマーカーとしての微生物の菌量の推移を示す。横軸は、投与日数を示す。縦軸は、血中濃度と微生物の菌量を示す。抗生物質の投与量は、(a)が最も少なく、アルファベットの順に増加し、(f)が最も多い。投与量が増えると、菌量が急に減ることがわかる。このように、本願発明によれば、動態が不安定な個別の患者におけるバイオマーカーの推移を示すことができる。これは、従来のものでは、実現することが困難であった。 FIG. 5 shows a blood concentration curve of an antibiotic when the dose of the antibiotic is changed, and a transition of the amount of microorganisms as a biomarker. The horizontal axis indicates the number of days of administration. The vertical axis shows the blood concentration and the amount of microorganisms. The dose of antibiotic is lowest in (a), increases in alphabetical order, and is highest in (f). It can be seen that as the dose increases, the amount of bacteria decreases sharply. Thus, according to the present invention, it is possible to show the transition of biomarkers in individual patients whose dynamics are unstable. This has been difficult to achieve with conventional ones.
図6は、15名の対象患者について、バンコマイシンの血中濃度予測性の改善効果の検証を示す図である。縦軸は測定濃度であり、横軸は予測濃度である。単位は、共に、μg/mLである。y=xのグラフに近付くほど、予測精度が高いことを表す。図6(b)は、血清クレアチニン値の変動を考慮しない、従来のシミュレーションによる予測を示す。〇印は、従来のシミュレーションによる予測値を示す。実線は、回帰直線を示す。破線は、回帰直線の95%信頼区間を示す。図6(c)は、血清クレアチニン値の変動を考慮する、本実施例のシミュレーションによる予測を示す。●印は、本実施例のシミュレーションによる予測値を示す。実線は、回帰直線を示す。破線は、回帰直線の95%信頼区間を示す。図6(a)は、従来のシミュレーションによる予測値〇と回帰直線(破線)と、本実施例のシミュレーションによる予測値●と回帰直線(実線)を併せて記載したものである。本実施例により、すべての症例(100%)において、予測精度が向上した。 FIG. 6 is a diagram showing verification of the effect of improving the predictability of blood concentration of vancomycin in 15 target patients. The vertical axis is the measured concentration and the horizontal axis is the predicted concentration. The units are both μg / mL. The closer to the graph of y = x, the higher the prediction accuracy. FIG. 6 (b) shows a conventional simulation prediction that does not take into account fluctuations in serum creatinine levels. The ◯ mark indicates the predicted value by the conventional simulation. The solid line shows the regression line. The dashed line indicates the 95% confidence interval of the regression line. FIG. 6 (c) shows a simulation prediction of this example, taking into account fluctuations in serum creatinine levels. The ● mark indicates the predicted value by the simulation of this embodiment. The solid line shows the regression line. The dashed line indicates the 95% confidence interval of the regression line. FIG. 6A shows the predicted value 〇 and the regression line (broken line) obtained by the conventional simulation, and the predicted value ● and the regression line (solid line) obtained by the simulation of this embodiment. According to this example, the prediction accuracy was improved in all cases (100%).
なお、他にも、標的タンパク量などの濃度依存性が明らかになっている場合のように、薬物動態への依存性があるものであれば、応用することが可能である。 In addition, it can be applied as long as it is dependent on pharmacokinetics, such as when the concentration dependence such as the amount of target protein has been clarified.
また、集団薬物動態更新部51は、個人薬物動態値を利用して、集団薬物動態データベースを更新する(ステップST9)。これにより、個別のデータの集積を集団薬物動態データベースに集積し、個別決定の正確性を向上するというサイクルを実現し、回すことができる。なお、更新処理は、個人薬物動態値を得た後であれば、いつでもよい。
In addition, the population
1 薬物動態解析装置、3 集団薬物動態データベース、5 入力手段、7 数理モデル記憶部、9 患者生理機能記憶部、11 生理機能変化記憶部、21 個人薬物動態計算部、23 個人薬物動態記憶部、25 集団薬物動態獲得部、27 集団薬物動態記憶部、29 変動係数計算部、31 変動係数記憶部、41 集団変化薬物動態獲得部、43 集団変化薬物動態記憶部、45 患者変化薬物動態計算部、47 患者変化薬物動態記憶部、49 バイオマーカー推移計算部、51 集団薬物動態更新部 1 Pharmacokinetic analyzer, 3 Group pharmacokinetic database, 5 Input means, 7 Mathematical model storage unit, 9 Patient physiological function memory unit, 11 Physiological function change memory unit, 21 Individual pharmacokinetic calculation unit, 23 Individual pharmacokinetic memory unit, 25 Group Pharmacokinetics Acquisition Department, 27 Group Pharmacokinetics Memory Department, 29 Fluctuation Factor Calculation Department, 31 Fluctuation Coefficient Memory Department, 41 Group Change Pharmacokinetics Acquisition Department, 43 Group Change Pharmacokinetics Memory Department, 45 Patient Change Pharmacokinetics Calculation Department, 47 Patient Change Pharmacokinetic Memory Department, 49 Biomarker Transition Calculation Department, 51 Group Pharmacokinetic Update Department
Claims (6)
解析装置が備える個人薬物動態計算手段及び集団薬物動態獲得手段が、前記解析装置に入力された前記患者の生理機能に対応して、それぞれ、前記患者の個人薬物動態値を計算し、及び、前記患者が属する集団における集団薬物動態値を得る薬物動態獲得ステップと、
前記解析装置が備える変動係数計算手段が、前記個人薬物動態値と前記集団薬物動態値との対応関係を示す変動係数を計算する変動係数計算ステップと、
前記解析装置が備える集団変化薬物動態獲得手段が、前記解析装置に入力された生理機能の変化に対応する前記集団における集団薬物動態値の変化を得る集団変化薬物動態獲得ステップと、
前記解析装置が備える患者変化薬物動態獲得手段が、前記解析装置に入力された前記患者の生理機能を用いて計算された前記変動係数と前記解析装置に入力された生理機能の変化を用いて得られた前記集団薬物動態値の変化を用いて、前記生理機能の変化に対応する前記患者の個人薬物動態値の変化を計算する患者変化薬物動態計算ステップを含む薬物動態解析方法。 A pharmacokinetic analysis method that analyzes changes in the pharmacokinetics of a patient.
The individual pharmacokinetic calculation means and the group pharmacokinetic acquisition means included in the analyzer calculate the individual pharmacokinetic value of the patient in response to the physiological function of the patient input to the analyzer, respectively, and The pharmacokinetic acquisition step to obtain the population pharmacokinetic value in the population to which the patient belongs,
The coefficient of variation calculation means provided in the analyzer includes a coefficient of variation calculation step for calculating a coefficient of variation indicating a correspondence between the individual pharmacokinetic value and the group pharmacokinetic value.
A population change pharmacokinetic acquisition step in which the population change pharmacokinetic acquisition means included in the analysis device obtains a change in the population pharmacokinetic value in the population corresponding to a change in physiological function input to the analysis device,
The patient change pharmacokinetic acquisition means included in the analyzer is obtained by using the fluctuation coefficient calculated by using the physiological function of the patient input to the analyzer and the change of the physiological function input to the analyzer. A pharmacokinetic analysis method comprising a patient change pharmacokinetic calculation step of calculating a change in an individual pharmacokinetic value of the patient corresponding to the change in physiological function using the change in the population pharmacokinetic value obtained.
前記薬物動態獲得ステップにおいて、前記個人薬物動態計算手段は、前記患者の生理機能が一定であることを仮定して前記数理モデルを用いて前記患者の個人薬物動態値を計算する、請求項1記載の薬物動態解析方法。 The analysis device includes a mathematical model storage means for storing a mathematical model including a physiological function as a coefficient.
The personal pharmacokinetic value according to claim 1, wherein in the pharmacokinetic acquisition step, the individual pharmacokinetic calculation means calculates the individual pharmacokinetic value of the patient using the mathematical model assuming that the physiological function of the patient is constant. Pharmacokinetic analysis method.
前記解析装置が備えるバイオマーカー推移計算手段が、前記患者の個人動態値の変化を利用して前記バイオマーカー数理モデルを解くことにより、バイオマーカーの推移を計算するバイオマーカー推移計算ステップを含む請求項2記載の薬物動態解析方法。 The mathematical model storage means includes a biomarker mathematical model having the individual pharmacokinetic value as a coefficient.
A claim including a biomarker transition calculation step in which the biomarker transition calculation means included in the analyzer calculates the biomarker transition by solving the biomarker mathematical model by utilizing the change in the personal dynamic value of the patient. 2. The pharmacokinetic analysis method according to 2.
前記患者の生理機能が入力される入力手段と、
入力された前記患者の生理機能に対応する前記患者の個人薬物動態値を計算する個人薬物動態計算手段と、
前記患者が属する集団における、入力された前記患者の生理機能に対応する集団薬物動態値を得る薬物動態獲得手段と、
前記個人薬物動態値と前記集団薬物動態値との対応関係を示す変動係数を計算する変動係数計算手段を備え、さらに、
集団変化薬物動態獲得手段と、個人変化薬物動態計算手段を備え、
前記入力手段には、生理機能の変化が入力され、
前記集団変化薬物動態獲得手段は、入力された前記生理機能の変化に対応する前記集団における集団薬物動態値の変化を得、
前記個人変化薬物動態計算手段は、前記患者の生理機能を用いて計算された前記変動係数と、前記生理機能の変化を用いて得られた前記集団薬物動態値の変化とを用いて、前記生理機能の変化に対応する前記患者の個人薬物動態値の変化を計算する変化個人薬物動態計算手段を備えることを特徴とする薬物動態解析装置。 It is a pharmacokinetic analyzer that analyzes changes in the pharmacokinetics of patients.
An input means for inputting the physiological function of the patient and
An individual pharmacokinetic calculation means for calculating an individual pharmacokinetic value of the patient corresponding to the input physiological function of the patient, and
A pharmacokinetic acquisition means for obtaining a population pharmacokinetic value corresponding to an input physiological function of the patient in the population to which the patient belongs.
A coefficient of variation calculation means for calculating a coefficient of variation indicating a correspondence between the individual pharmacokinetic value and the group pharmacokinetic value is provided, and further.
Equipped with a means for acquiring population change pharmacokinetics and a means for calculating individual change pharmacokinetics,
Changes in physiological functions are input to the input means.
The population change pharmacokinetic acquisition means obtains a change in the population pharmacokinetic value in the population corresponding to the input change in the physiological function.
The individual change pharmacokinetic calculation means uses the fluctuation coefficient calculated by using the physiological function of the patient and the change of the population pharmacokinetic value obtained by using the change in the physiological function, and uses the physiological. A pharmacokinetic analyzer comprising a change personal pharmacokinetic calculation means for calculating a change in a personal pharmacokinetic value of the patient corresponding to a change in function.
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