生物制药数据的自定义方程曲面拟合
这个例子展示了如何使用曲线拟合工具箱™来拟合一些麻醉数据的响应曲面,以分析药物相互作用的影响。响应面模型为了解药物组合的药效相互作用行为提供了一种很好的方法。
该数据基于Kern SE, Xie G, White JL, Egan TD的研究结果。阿片-催眠协同作用:志愿者异丙酚-瑞芬太尼药效学相互作用的响应面分析。麻醉学2004;100: 1373 - 81。
麻醉通常至少是一个两种药物的过程,包括阿片类药物和镇静催眠药。本例使用异丙酚和利芬太尼作为药物类原型。它们的相互作用是通过四种不同的药物组合镇痛和镇静反应的测量来测量的。Algometry, Tetany, sedinsotion,和laryinscopy包括四种不同浓度的异丙酚和利芬太尼组合的替代药物效果的测量方法。
中描述的曲线拟合工具再现了交互式曲面构建生物制药数据的表面拟合.
加载数据
从文件中加载数据。
数据= importdata(“OpioidHypnoticSynergy.txt”);丙泊酚= data.data(:,1);瑞芬太尼= data.data(:,2);Algometry = data.data(:,3);Tetany = data.data(:,4);镇静= data.data(:,5);喉镜= data.data(:,6);
创建模型适合类型
您可以使用fittype
函数从论文中定义模型,其中CA
而且CB
药物浓度,和IC50A
,IC50B
,α
,n
这些系数是要估计的。创建模型适合类型。
Ft = fittype('Emax*(CA/IC50A + CB/IC50B + α *(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n /((CA/IC50A + CB/IC50B + α *(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n + 1)',...“独立”,{“CA”,“CB”},“依赖”,“z”,“问题”,“Emax”)
ft =通用型号:ft(IC50A,IC50B,alpha,n,Emax,CA,CB) = Emax*(CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n /((CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n + 1)
假设Emax = 1
因为效果输出是标准化的。
Emax = 1;
设置适合选项
为稳健拟合、边界和起点设置拟合选项。
Opts = fitoptions(ft);选择。low = [0,0, -5, -0];选择。健壮的=“守护神”;选择。StartPoint = [0.0089, 0.706, 1.0, 0.746];
拟合并绘制Algometry的曲面
[f, gof] = fit([丙泊酚,瑞芬太尼],Algometry, ft,...选择,“问题”, Emax)
成功,但拟合停止,因为残差的变化小于容差(TolFun)。
一般模型:f(CA,CB) = Emax*(CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n /((CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n + 1)系数(95%置信限):IC50A = 4.149 (4.123, 4.174) IC50B = 9.044 (8.971, 9.118) alpha = 8.502 (8.316, 8.687) n = 8.289(8.131, 8.446)问题参数:Emax = 1
gof =带字段的结构:Sse: 0.0842 rsquare: 0.9991 dfe: 393 adjrsquare: 0.9991 rmse: 0.0146
plot(f,[异丙酚,瑞芬太尼],Algometry);
适合一个表面Tetany
重复使用fittype
为手足搐搦症建立反应面。
[f, gof] = fit([异丙酚,瑞芬太尼],Tetany, ft, opts,“问题”, Emax)
一般模型:f(CA,CB) = Emax*(CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n /((CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n + 1)系数(95%置信限):IC50A = 4.544 (4.522, 4.567) IC50B = 21.22 (21.04, 21.4) alpha = 14.94 (14.67, 15.21) n = 6.132(6.055, 6.209)问题参数:Emax = 1
gof =带字段的结构:上证指数:0.0537 rsquare: 0.9993 dfe: 393 adjrsquare: 0.9993 rmse: 0.0117
plot(f,[异丙酚,瑞芬太尼],Tetany);
贴合镇静表面
[f, gof] = fit([异丙酚,瑞芬太尼],镇静,ft, opts,“问题”, Emax)
一般模型:f(CA,CB) = Emax*(CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n /((CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n + 1)系数(95%置信限):IC50A = 1.843 (1.838, 1.847) IC50B = 13.7 (13.67, 13.74) alpha = 1.986 (1.957, 2.015) n = 44.27(42.56, 45.98)问题参数:Emax = 1
gof =带字段的结构:上证指数:0.0574 rsquare: 0.9994 dfe: 393 adjrsquare: 0.9994 rmse: 0.0121
plot(f,[异丙酚,瑞芬太尼],镇静);
将表面贴合到喉镜上
[f, gof] = fit([异丙酚,瑞芬太尼],喉镜,ft, opts,“问题”, Emax)
一般模型:f(CA,CB) = Emax*(CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n /((CA/IC50A + CB/IC50B + alpha*(CA/IC50A) *(CB/IC50B))^n + 1)系数(95%置信限):IC50A = 5.192 (5.177, 5.207) IC50B = 37.77 (37.58, 37.97) alpha = 19.67 (19.48, 19.86) n = 37(35.12, 38.87)问题参数:Emax = 1
gof =带字段的结构:Sse: 0.1555 rsquare: 0.9982 dfe: 393 adjrsquare: 0.9982 rmse: 0.0199
plot(f,[异丙酚,瑞芬太尼],Laryingoscopy);