基于人工神经网络法的成人革兰阳性菌感染患者替考拉宁血药浓度预测研究

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目的1、研究成人患者使用替考拉宁(Teicoplanin)血药谷浓度(Minimum Concentration,Cmin)与疗效和安全性的相关性,摸索替考拉宁治疗的最佳安全有效血药浓度范围,并探讨影响替考拉宁血药谷浓度与临床疗效的因素,为临床合理用药提供参考。2、运用人工神经网络(Artificial neural network,ANN)法构建替考拉宁血药浓度的预测模型,评价模型的应用效果和特点,为实现替考拉宁个体化给药设计提供理论依据。方法1、前瞻性收集2019年3月至2020年10月某三甲医院静脉使用替考拉宁的成人患者信息,采用高效液相色谱(HPLC)法测定替考拉宁血药谷浓度;应用非参数检验分析替考拉宁血药谷浓度与疗效及安全性的相关性;通过受试者工作特征(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线探究发挥有效浓度和发生肝、肾毒性的临界值;通过分组分析进一步确定最佳安全有效浓度范围;并采用多元线性回归与Logistic回归分别探讨影响替考拉宁血药谷浓度和临床疗效的因素。2、将2019年3月至2020年6月替考拉宁血药浓度样本作为建模数据集;将2020年7月至2020年10月替考拉宁测定样本作为验证数据集,采用人工神经网络(ANN)法预测替考拉宁血药浓度,并验证方法可行性。结果1、收集的247例患者信息中,细菌学有效率及临床有效率均为65.18%,替考拉宁血药谷浓度与临床疗效、细菌学疗效、肝毒性及肾毒性相关性显著;通过分组分析得出替考拉宁血药谷浓度在15~25mg/L范围时,患者临床疗效好肝肾毒性发生风险小;前三天平均给药剂量(MID)、估计肾小球滤过率(e GFR)、性别和合并使用袢利尿剂对替考拉宁血药谷浓度有影响(P<0.05);血药谷浓度、血清白蛋白(ALB)、MID、用药时长、合并感染性休克是影响替考拉宁临床疗效的因素(P<0.05)。2、137例患者替考拉宁血药浓度信息作为训练样本构建的神经网络(ANN)模型中,ANN模型预测浓度与实测浓度Pearson相关系数为0.943,平均方差(MSE)为0.0249;31例验证数据中,误差绝对值小于20%的比率是93.55%,平均预测误差(MPE)为-0.59%,平均绝对预测误差(MAPE)为0.74%,表明ANN模型有良好的预测能力,预测准确度高。结论1、本研究发现替考拉宁血药谷浓度与细菌学疗效、临床疗效、肾毒性和肝毒性均存在相关性,摸索的最佳治疗窗为15~25mg/L;MID、eGFR、性别和合并使用袢利尿剂为影响替考拉宁血药谷浓度的因素;血药谷浓度、ALB、MID、用药时长和合并感染性休克对替考拉宁临床疗效有影响。2、首次探究了ANN法对替考拉宁血药浓度的预测性能,证实ANN法可用于预测替考拉宁血药浓度,方法准确度高,预测能力良好,可为替考拉宁个体化用药方案的定制提供参考。
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