exponenta event banner

Подгонка поверхности к биофармацевтическим данным

Программное обеспечение Curve Fitting Toolbox™ предоставляет некоторые примеры данных для исследования взаимодействия анестезиологического препарата. Приложение «Фитинг кривой» можно использовать для подгонки поверхностей ответа на эти данные для анализа эффектов взаимодействия лекарств. Модели поверхности ответа обеспечивают хороший метод для понимания поведения фармакодинамического взаимодействия комбинаций лекарств.

Эти данные основаны на результатах, приведенных в настоящем документе:

  • Kern SE, Xie G, White JL, Egan TD. Опиоидно-гипнотическая синергия: анализ поверхности ответа фармакодинамического взаимодействия пропофол-ремифентанил у добровольцев. Анестезиология 2004; 100: 1373–81.

Анестезия обычно представляет собой, по меньшей мере, процесс с двумя лекарственными средствами, состоящий из опиоида и седативного гипноза. В этом примере в качестве прототипов для классов лекарственных средств используются пропофол и реминфентанил. Их взаимодействие измеряется четырьмя различными показателями анальгетического и седативного ответа на комбинацию лекарств. Алгометрия, тетания, седация и ларьингоскопия включают четыре показателя суррогатного лекарственного действия при различных комбинациях концентраций пропофола и реминфентанила.

Чтобы интерактивно создать поверхности ответа для этой комбинации лекарств:

  1. Поиск и просмотр папки с помощью браузера «Текущая папка» matlab\toolbox\curvefit\curvefit.

  2. Щелкните файл правой кнопкой мыши OpioidHypnoticSynergy.txtи выберите «Импорт данных». Появится мастер импорта.

    1. Оставьте для разделителей столбцов по умолчанию значения «Tab» и «Column vectors» на вкладке «Импорт».

      Просмотрите шесть переменных, выбранных для импорта: пропофол, реминфентанил, алгометрия, тетания, седация и ларьингоскопия.

    2. На вкладке Импорт (Import) в разделе Импорт (Import) щелкните Импорт выбора (Import Selection), чтобы импортировать данные доза-ответ в рабочую область MATLAB ®.

    Кроме того, данные можно импортировать программным путем. Введите следующий код для считывания данных «доза-реакция» из файла в рабочую область MATLAB.

    data = importdata( 'OpioidHypnoticSynergy.txt' );
    Propofol      = data.data(:,1);
    Remifentanil  = data.data(:,2);
    Algometry     = data.data(:,3);
    Tetany        = data.data(:,4);
    Sedation      = data.data(:,5);
    Laryingoscopy = data.data(:,6);
    
  3. Чтобы создать поверхности отклика, необходимо выбрать два препарата для входов X и Y и один из четырех эффектов для выхода Z. После загрузки переменных в рабочее пространство можно либо открыть инструмент и выбрать переменные в интерактивном режиме, либо указать переменные начального вписывания с помощью cftool команда.

    Введите следующее, чтобы открыть приложение «Фитинг кривой» (при необходимости) и создать новую поверхность ответа для Algometry:

    cftool(Propofol, Remifentanil, Algometry)

    Просмотр приложения «Фитинг кривой» X, Y, и Z входные и выходные органы управления. Инструмент отображает выбранные переменные Propofol, Remifentanil и Algometry, с посадкой поверхности. Аппроксимация по умолчанию - это интерполированная поверхность, которая проходит через точки данных.

  4. Создайте копию текущей посадки поверхности одним из следующих способов:

    1. Выбор «Вписать» > «Копировать» "Current Fit Name".

    2. Щелкните правой кнопкой мыши вписывание в таблице посадок и выберите пункт Копировать (Duplicate).

  5. Выберите тип подгонки «Пользовательское уравнение» в раскрывающемся списке, чтобы определить собственное уравнение для подгонки данных.

  6. Выберите и удалите пример пользовательского текста уравнения в поле редактирования.

    Можно использовать пользовательское поле редактирования уравнений для ввода кода MATLAB для определения модели. Уравнение, определяющее модель, должно зависеть от входных переменных x и y и список фиксированных параметров, оцениваемых параметров или и того, и другого.

    Модель из документа:

    E = Emax. (CAIC50A + CBIC50B + α.CAIC50A.CBIC50B) n1 + (CAIC50A + CBIC50B + α.CAIC50A.CBIC50B) n

    где CA и CB - концентрации лекарственного средства, а IC50A, IC50B, альфа и n - коэффициенты, подлежащие оценке.

    Это можно определить в коде MATLAB как

    Effect = Emax*( CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*( CA/IC50A )...
             .* ( CB/IC50B ) ).^n ./(( CA/IC50A + CB/IC50B + ...
             alpha*( CA/IC50A ) .* ( CB/IC50B ) ).^n  + 1);

    Указание инструменту, какие переменные следует уместить и какие параметры оценивать, требует перезаписи имен переменных CA и CB кому x, и y. Необходимо включить x и y при вводе пользовательского уравнения в поле редактирования. Принять Emax = 1 поскольку выходные данные эффекта нормализованы.

  7. Введите следующий текст в поле редактирования пользовательской формулы.

    ( x/IC50A + y/IC50B + alpha*( x/IC50A ) .* ( y/IC50B ) ).^n
      ./(( x/IC50A + y/IC50B + alpha*( x/IC50A ) .* 
      ( y/IC50B ) ).^n  + 1);

    Приложение «Фитинг кривой» подгоняет поверхность к данным с помощью пользовательской модели уравнений.

  8. Задайте некоторые опции подгонки, щелкнув Опции подгонки (Fit Options) в пользовательской формуле.

    В диалоговом окне «Параметры посадки» выполните следующие действия.

    1. Установить надежный для Lar

    2. Установите для alpha StartPoint значение 1, а для нижней границы - значение -5.

    3. Оставьте остальные значения по умолчанию и нажмите кнопку Закрыть.

      Инструмент подстраивается под новые параметры.

  9. Просмотрите область «Результаты». Просмотрите (и, при необходимости, скопируйте) любой из следующих результатов:

    • Уравнение модели

    • Значения оценочных коэффициентов

    • Статистика благонадежности

  10. Отобразите график остатков для проверки распределения точек относительно поверхности, нажав кнопку панели инструментов или выбрав Вид (View) > График остатков (Residuals Plot).

  11. Чтобы создать код для всех посадок и графиков в сессии приложения «Фитинг кривой», выберите «Файл» > «Создать код».

    Приложение «Фитинг кривой» генерирует код из сессии и отображает файл в редакторе MATLAB. Файл включает все посадки и графики в текущей сессии.

  12. Сохраните файл с именем по умолчанию, createFits.m.

  13. Можно воссоздать посадки и графики, вызвав файл из командной строки (с исходными данными или новыми данными в качестве входных аргументов). В этом случае исходные данные по-прежнему отображаются в рабочей области.

    Выделите первую строку файла (исключая слово function) и вычислите его, щелкнув правой кнопкой мыши и выбрав «Вычислить выбор» в окне команд, нажав клавишу F9 или скопировав и вставив в командную строку следующее:

    [fitresult, gof] = createFits(Propofol,...
     Remifentanil, Algometry)

    Функция создает окно фигуры для каждого вписывания в сессии. На пользовательском рисунке подгонки показаны графики поверхности и остатков, созданные в интерактивном режиме в приложении «Фитинг кривой».

  14. Создайте новое вписывание в ответ тетаны вместо алгометрии, введя:

    [fitresult, gof] = createFits(Propofol,...
     Remifentanil, Tetany)

    Файл необходимо отредактировать, если требуется новая метка ответа на графиках. Созданный код можно использовать в качестве начальной точки для изменения посадок поверхности и графиков в соответствии с требованиями пользователя. Список методов, которые можно использовать, см. в разделе sfit.

Сведения о том, как программно подогнать поверхности к той же проблеме примера, см. в разделе Фитинг поверхности с пользовательскими уравнениями к биофармацевтическим данным.