统计矩分析学习.pptx
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1、学习要求学习要求 掌握零阶矩,一阶矩的定义和计算掌握零阶矩,一阶矩的定义和计算掌握零阶矩,一阶矩的定义和计算掌握零阶矩,一阶矩的定义和计算 掌握应用统计矩方法求算半衰期,清除率,表观分布容积,生物利用度,平均稳态血药浓度的方法掌握应用统计矩方法求算半衰期,清除率,表观分布容积,生物利用度,平均稳态血药浓度的方法掌握应用统计矩方法求算半衰期,清除率,表观分布容积,生物利用度,平均稳态血药浓度的方法掌握应用统计矩方法求算半衰期,清除率,表观分布容积,生物利用度,平均稳态血药浓度的方法 熟悉熟悉熟悉熟悉MRTMRT的原理的原理的原理的原理 了解二阶矩的一般表述形式了解二阶矩的一般表述形式了解二阶矩的
2、一般表述形式了解二阶矩的一般表述形式第1页/共49页 经典的药物动力学研究,是以房室模型理论为基础的分析方法。这种方法经典的药物动力学研究,是以房室模型理论为基础的分析方法。这种方法经典的药物动力学研究,是以房室模型理论为基础的分析方法。这种方法经典的药物动力学研究,是以房室模型理论为基础的分析方法。这种方法的计算公式复杂,而且的计算公式复杂,而且的计算公式复杂,而且的计算公式复杂,而且模型的确定受实验设计和药物浓度测定方法的影响模型的确定受实验设计和药物浓度测定方法的影响模型的确定受实验设计和药物浓度测定方法的影响模型的确定受实验设计和药物浓度测定方法的影响。有时一种药物以不同途径给药,或药
3、物浓度测定方法不同时,会出现不同有时一种药物以不同途径给药,或药物浓度测定方法不同时,会出现不同有时一种药物以不同途径给药,或药物浓度测定方法不同时,会出现不同有时一种药物以不同途径给药,或药物浓度测定方法不同时,会出现不同的房室模型。一旦模型选择有误时,得到的药动学参数相差极大,故选择的房室模型。一旦模型选择有误时,得到的药动学参数相差极大,故选择的房室模型。一旦模型选择有误时,得到的药动学参数相差极大,故选择的房室模型。一旦模型选择有误时,得到的药动学参数相差极大,故选择最佳模型并非易事。最佳模型并非易事。最佳模型并非易事。最佳模型并非易事。第2页/共49页 以以以以统计矩理论统计矩理论统
4、计矩理论统计矩理论为基础的新的分析方法在估算药物动力学参数时为基础的新的分析方法在估算药物动力学参数时为基础的新的分析方法在估算药物动力学参数时为基础的新的分析方法在估算药物动力学参数时不依赖于隔室不依赖于隔室不依赖于隔室不依赖于隔室模型模型模型模型,而是以药一时曲线下面积为主要计算依据适用于任何隔室,故又被,而是以药一时曲线下面积为主要计算依据适用于任何隔室,故又被,而是以药一时曲线下面积为主要计算依据适用于任何隔室,故又被,而是以药一时曲线下面积为主要计算依据适用于任何隔室,故又被称为非隔室分析法。该方法计算简便,很有实用价值。称为非隔室分析法。该方法计算简便,很有实用价值。称为非隔室分析
5、法。该方法计算简便,很有实用价值。称为非隔室分析法。该方法计算简便,很有实用价值。第3页/共49页 虽然统计矩的公式推导依旧复杂虽然统计矩的公式推导依旧复杂虽然统计矩的公式推导依旧复杂虽然统计矩的公式推导依旧复杂(已经有专家完成了这些工作已经有专家完成了这些工作已经有专家完成了这些工作已经有专家完成了这些工作),但是公式的,但是公式的,但是公式的,但是公式的使用和经典房室模型相比简单得多。目前的体内数据解析中非房室模型已经成为使用和经典房室模型相比简单得多。目前的体内数据解析中非房室模型已经成为使用和经典房室模型相比简单得多。目前的体内数据解析中非房室模型已经成为使用和经典房室模型相比简单得多
6、。目前的体内数据解析中非房室模型已经成为主流处理的方法,各国药品审评当局均推荐采用。主流处理的方法,各国药品审评当局均推荐采用。主流处理的方法,各国药品审评当局均推荐采用。主流处理的方法,各国药品审评当局均推荐采用。需要指明的是,统计矩方法和房室模型各有优缺点,并不互相排斥。其实我需要指明的是,统计矩方法和房室模型各有优缺点,并不互相排斥。其实我需要指明的是,统计矩方法和房室模型各有优缺点,并不互相排斥。其实我需要指明的是,统计矩方法和房室模型各有优缺点,并不互相排斥。其实我们在前面的章节中已经不指明地使用了统计矩方法,但由于统计矩方法目前逐渐们在前面的章节中已经不指明地使用了统计矩方法,但由
7、于统计矩方法目前逐渐们在前面的章节中已经不指明地使用了统计矩方法,但由于统计矩方法目前逐渐们在前面的章节中已经不指明地使用了统计矩方法,但由于统计矩方法目前逐渐成了主流,我们特辟一章专门阐述其内容。成了主流,我们特辟一章专门阐述其内容。成了主流,我们特辟一章专门阐述其内容。成了主流,我们特辟一章专门阐述其内容。第4页/共49页第一节第一节 统计矩的基本概念统计矩的基本概念 统计矩原理(统计矩原理(统计矩原理(统计矩原理(statistical moment theorystatistical moment theory)又称矩量法,是研究随机现象的)又称矩量法,是研究随机现象的)又称矩量法,是
8、研究随机现象的)又称矩量法,是研究随机现象的一种数学方法。一种数学方法。一种数学方法。一种数学方法。药物在体内的过程只要符合药物在体内的过程只要符合药物在体内的过程只要符合药物在体内的过程只要符合线性动力学线性动力学线性动力学线性动力学过程,都可采用统计矩法。过程,都可采用统计矩法。过程,都可采用统计矩法。过程,都可采用统计矩法。第5页/共49页 统计矩应用于药物动力学研究是统计矩应用于药物动力学研究是统计矩应用于药物动力学研究是统计矩应用于药物动力学研究是基于药物体内过程的随机变量总体效应基于药物体内过程的随机变量总体效应基于药物体内过程的随机变量总体效应基于药物体内过程的随机变量总体效应考
9、考考考虑的。机体可认为是一个系统,给药后所有药物分子在最终离开机体前都虑的。机体可认为是一个系统,给药后所有药物分子在最终离开机体前都虑的。机体可认为是一个系统,给药后所有药物分子在最终离开机体前都虑的。机体可认为是一个系统,给药后所有药物分子在最终离开机体前都将在体内残留一段时间。就不同分子来说,残留的时间有长有短,各将在体内残留一段时间。就不同分子来说,残留的时间有长有短,各将在体内残留一段时间。就不同分子来说,残留的时间有长有短,各将在体内残留一段时间。就不同分子来说,残留的时间有长有短,各药物药物药物药物分子的滞留时间属随机变量分子的滞留时间属随机变量分子的滞留时间属随机变量分子的滞留
10、时间属随机变量。因此,药物体内过程便是这些随机变量的总。因此,药物体内过程便是这些随机变量的总。因此,药物体内过程便是这些随机变量的总。因此,药物体内过程便是这些随机变量的总体效应,体效应,体效应,体效应,药时曲线就可视为一种统计分布曲线药时曲线就可视为一种统计分布曲线药时曲线就可视为一种统计分布曲线药时曲线就可视为一种统计分布曲线。第6页/共49页 在药动学研究中,不管何种给药途径或何种房室模型,从统计学上都可定义为在药动学研究中,不管何种给药途径或何种房室模型,从统计学上都可定义为在药动学研究中,不管何种给药途径或何种房室模型,从统计学上都可定义为在药动学研究中,不管何种给药途径或何种房室
11、模型,从统计学上都可定义为三个统计矩:零阶矩、一阶矩、二阶矩,体现平均值、标准差等概念,反映了三个统计矩:零阶矩、一阶矩、二阶矩,体现平均值、标准差等概念,反映了三个统计矩:零阶矩、一阶矩、二阶矩,体现平均值、标准差等概念,反映了三个统计矩:零阶矩、一阶矩、二阶矩,体现平均值、标准差等概念,反映了随机变量的数字特征。随机变量的数字特征。随机变量的数字特征。随机变量的数字特征。零阶矩为零阶矩为零阶矩为零阶矩为AUCAUC,和给药剂量成正比,是一个,和给药剂量成正比,是一个,和给药剂量成正比,是一个,和给药剂量成正比,是一个反映量反映量反映量反映量的函数;的函数;的函数;的函数;一阶矩为一阶矩为一
12、阶矩为一阶矩为MRTMRT,反映药物分子在体内的反映药物分子在体内的反映药物分子在体内的反映药物分子在体内的平均停留时间平均停留时间平均停留时间平均停留时间,是一反映速度的函数;二阶矩为,是一反映速度的函数;二阶矩为,是一反映速度的函数;二阶矩为,是一反映速度的函数;二阶矩为VRTVRT,反映药物分子在体内的平均停留时间的差异大小。反映药物分子在体内的平均停留时间的差异大小。反映药物分子在体内的平均停留时间的差异大小。反映药物分子在体内的平均停留时间的差异大小。第7页/共49页一、零阶矩一、零阶矩 zero moment 给药以后,血药浓度的经时过程可以看成随机分布曲线,不管何种给药给药以后,
13、血药浓度的经时过程可以看成随机分布曲线,不管何种给药给药以后,血药浓度的经时过程可以看成随机分布曲线,不管何种给药给药以后,血药浓度的经时过程可以看成随机分布曲线,不管何种给药途径或何种房室模型,血药浓度途径或何种房室模型,血药浓度途径或何种房室模型,血药浓度途径或何种房室模型,血药浓度-时间曲线下的面积定义为药时间曲线下的面积定义为药时间曲线下的面积定义为药时间曲线下的面积定义为药-时曲线的时曲线的时曲线的时曲线的零阶矩零阶矩零阶矩零阶矩(zero moment)(zero moment)(zero moment)(zero moment)第8页/共49页第9页/共49页 通常血药浓度只观察
14、到某一时间通常血药浓度只观察到某一时间通常血药浓度只观察到某一时间通常血药浓度只观察到某一时间t t*,于是计算,于是计算,于是计算,于是计算0-0-时间内的血药浓度时间内的血药浓度时间内的血药浓度时间内的血药浓度-时间曲线时间曲线时间曲线时间曲线下面积下面积下面积下面积AUCAUC时可划分为两个阶段,从时可划分为两个阶段,从时可划分为两个阶段,从时可划分为两个阶段,从0-t*0-t*时间曲线下的面积可用梯形法计算,时间曲线下的面积可用梯形法计算,时间曲线下的面积可用梯形法计算,时间曲线下的面积可用梯形法计算,再把再把再把再把t*t*时间内曲线下面积与这块面积相加起来。故间时间内曲线下面积与这
15、块面积相加起来。故间时间内曲线下面积与这块面积相加起来。故间时间内曲线下面积与这块面积相加起来。故间t t*至至至至 时曲线下的面积应时曲线下的面积应时曲线下的面积应时曲线下的面积应用外延方程用外延方程用外延方程用外延方程C C*/k k进行计算。所以进行计算。所以进行计算。所以进行计算。所以第10页/共49页 时间由时间由时间由时间由0 0到到到到t t*曲线下的面积,可用梯形法求出曲线下的面积,可用梯形法求出曲线下的面积,可用梯形法求出曲线下的面积,可用梯形法求出 由于药时曲线的尾端一般符合指数消除由于药时曲线的尾端一般符合指数消除由于药时曲线的尾端一般符合指数消除由于药时曲线的尾端一般符
16、合指数消除则则第11页/共49页 不论以何种途径给药以及给药后体内药物不论以何种途径给药以及给药后体内药物不论以何种途径给药以及给药后体内药物不论以何种途径给药以及给药后体内药物是否存在非线性过程,是否存在非线性过程,是否存在非线性过程,是否存在非线性过程,在药物消除的后期,都在药物消除的后期,都在药物消除的后期,都在药物消除的后期,都可以按线性动力学的规律进行描述可以按线性动力学的规律进行描述可以按线性动力学的规律进行描述可以按线性动力学的规律进行描述。若最后测。若最后测。若最后测。若最后测出的末端浓度为出的末端浓度为出的末端浓度为出的末端浓度为C C*,对应的时刻为,对应的时刻为,对应的时
17、刻为,对应的时刻为t t*,则,则,则,则t t*时刻时刻时刻时刻后体内药物浓度可以通过末端直线外推法描述后体内药物浓度可以通过末端直线外推法描述后体内药物浓度可以通过末端直线外推法描述后体内药物浓度可以通过末端直线外推法描述估计。估计。估计。估计。外延部分外延部分外延部分外延部分k k为一级消除速率常数,其中为一级消除速率常数,其中为一级消除速率常数,其中为一级消除速率常数,其中k k为为为为血药浓度血药浓度血药浓度血药浓度-时间曲线末端直线部分求得的速率常时间曲线末端直线部分求得的速率常时间曲线末端直线部分求得的速率常时间曲线末端直线部分求得的速率常数(数(数(数(lnlnC C-t t)
18、,一般采用最后两点直接计算斜率),一般采用最后两点直接计算斜率),一般采用最后两点直接计算斜率),一般采用最后两点直接计算斜率或末端多点直线回归求斜率两种方法。或末端多点直线回归求斜率两种方法。或末端多点直线回归求斜率两种方法。或末端多点直线回归求斜率两种方法。k k值的计算值的计算第12页/共49页二、一阶矩二、一阶矩 first moment 一阶矩一阶矩一阶矩一阶矩MRTMRT为药物在体内的平均滞留时间为药物在体内的平均滞留时间为药物在体内的平均滞留时间为药物在体内的平均滞留时间(mean residence time,MRT)(mean residence time,MRT)AUMCA
19、UMC为一阶矩曲线下的面积,即为一阶矩曲线下的面积,即为一阶矩曲线下的面积,即为一阶矩曲线下的面积,即(tCtC)-)-t t 作图,所得曲线下面积作图,所得曲线下面积作图,所得曲线下面积作图,所得曲线下面积第13页/共49页同样,同样,可用梯形法求出,可用梯形法求出,则可用外推法求出则可用外推法求出第14页/共49页三、二阶矩三、二阶矩 second momentVRT:VRT:平均滞留时间的方差平均滞留时间的方差平均滞留时间的方差平均滞留时间的方差(variance of(variance of mean residence time)mean residence time),表示药物在体
20、内滞,表示药物在体内滞,表示药物在体内滞,表示药物在体内滞留时间的变异程度。留时间的变异程度。留时间的变异程度。留时间的变异程度。零阶矩和一阶矩用于药动学分析,较高阶零阶矩和一阶矩用于药动学分析,较高阶零阶矩和一阶矩用于药动学分析,较高阶零阶矩和一阶矩用于药动学分析,较高阶的矩,由于误差大,结果难以肯定,无应的矩,由于误差大,结果难以肯定,无应的矩,由于误差大,结果难以肯定,无应的矩,由于误差大,结果难以肯定,无应用价值。用价值。用价值。用价值。第15页/共49页案例一案例一某药物的体内过程符合线性动力学。当静脉注某药物的体内过程符合线性动力学。当静脉注射射1.0g该药时,测得不同时间的血药浓
21、度见下表:该药时,测得不同时间的血药浓度见下表:计算本药物体内过程的零阶矩、一阶矩计算本药物体内过程的零阶矩、一阶矩 t(h)00.1650.51.01.53.05.07.510C(ug/ml)10094.885.372.162.438.120.39.24.2第16页/共49页此例中,此例中,c c*=4.2ug/ml,t=4.2ug/ml,t*=10h,=10h,通过梯形通过梯形面积估算以及末端外推计算出药物的零阶矩面积估算以及末端外推计算出药物的零阶矩和一阶矩,得:和一阶矩,得:k=0.3152h-1 =306.61ug/ml*h =13.32ug/ml*hAUC=319.93ug/ml*
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