玄関雑学の部屋雑学コーナー統計学入門

(6) 内服2コンパートメントモデル(経口投与2コンパートメントモデル)

用量q0を吸収部位に投与し、瞬時に溶けて徐々に血液区画と組織区画に分布して、徐々に体外に排出されるモデル。 (5)と同じ表14.3.3のデータにこのモデルを当てはめると、内服1コンパートメントモデルよりもうまく当てはまります。 (注1)

表14.3.3 内服後の血中濃度データ(溶解時間補正後)
時間(hr)0.070.320.570.721.071.572.072.573.574.575.57
血中濃度 8.792021.31710.76.463.722.471.170.640.41
図14.3.10 内服2コンパートメントモデルの模式図 図14.3.11 内服2コンパートメントモデル関数のグラフ
C1(t) = A exp(-αt) + B exp(-βt) - (A + B)exp(-γt) (γ>α、β)
C2(t) = D exp(-βt) + E exp(-γt) - (D + E)exp(-αt)
q0 = 100  f = 1(100%)と仮定する
○ka>keとして
  
  
α + β = k12 + k21 + ke   α・β = k21・ke  ka = γ = 3.48676

  k12 = α + β - k21 - ke = 0.40672
     ClT = keVc = 3.35421

溶解時間t0が無視できない時は内服2コンパートメントラグタイムモデルになります。 このモデルは時間をT=t-t0とした内服2コンパートメントモデルになります。 (5)と同じ表14.3.4のデータにこのモデルを当てはめると次のようになります。 (注2)

表14.3.4 内服後の血中濃度データ
時間(hr)0.50.7511.151.522.53456
血中濃度 8.792021.31710.76.463.722.471.170.640.41
図14.3.12 内服2コンパートメントラグタイムモデルの血中濃度関数
C1(T) = A exp(-αT) + B exp(-βT) - (A + B)exp(-γT) (T=t-t0、γ>α,β)
C2(T) = D exp(-βT) + E exp(-γT) - (D + E)exp(-αT)
q0 = 100  f = 1(100%)と仮定する
○ka>keとして
  
  
α + β = k12 + k21 + ke   α・β = k21・ke  ka = γ = 3.24367

  k12 = α + β - k21 - ke = 0.482868   t0 = 0.430088
     ClT = ke Vc = 3.3577

(注1) 内服2コンパートメントモデルの微分方程式は次のようになります。 ラグタイムモデルの場合はT = t - t0で置き換えるだけです。

… (1)
… (2)
… (3)

表14.3.3の血中濃度を対数変換して3.57〜5.57時間をβ相、0.57〜2.57時間をα相と考えると、0.07〜0.32時間はγ相になります。 速度定数が3個ある時は、このように3回の皮むきによってパラメーターA、B、α、β、γを求めます。

A = 40.9051  α = 1.67489  B = 7.75716  β = 0.524301  γ = 4.94731

これらの値を初期値としてガウス・ニュートン法でパラメーターを求めると、60回以上の反復計算の結果、次のような値に収束します。

推定値:A = 90.9109  α = 2.03952  B = 6.02251  β = 0.461879  γ = 3.48676
標準誤差:A = 257.154  α = 2.14236  B = 15.7718  β = 0.652268  γ = 2.36432

(注2) 表14.3.4の血中濃度を対数変換して2.5〜6時間をβ相、1〜2時間をα相と考え、皮むき法によってパラメーターA、B、α、β、γを求めると次のようになります。

初期値:t0 = 0.25  A = 59.6921  α = 1.94039  B = 22.2012   β = 0.635121  γ = 4.22209

これらの値を初期値としてガウス・ニュートン法でパラメーターを求めると、120回以上の反復計算の結果、次のような値に収束します。 表14.3.3の結果がt0を0.43時間に固定した時のものであるのに対して、この結果はt0もパラメーターにした時のものです。

推定値:t0 = 0.430088  A = 130.153  α = 2.24364  B = 6.75046   β = 0.482903  γ = 3.24367
標準誤差:t0 = 0.0176512  A = 1225.33  α = 4.47577  B = 18.4706   β = 0.701121  γ = 5.26454