DE60037116T2

DE60037116T2 - System zur behandlung eines patienten mit einem medikament zur optimierung der therapie und zur verhinderung eines negativen nebeneffektes

Info

Publication number: DE60037116T2
Application number: DE60037116T
Authority: DE
Inventors: John Wexford MCMICHAEL
Original assignee: Dimensional Dosing Systems Inc
Current assignee: Dimensional Dosing Systems Inc
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: CA2362429C; EP1191894A4; JP2003503165A; WO2001002050A3; EP1191894A2; WO2001002050A2; TR200103831T2; AU5919800A; IL147201A0; MXPA01013306A; BR0012241A; CA2362429A1; EP1191894B1; DE60037116D1; NO20020056D0; US6267116B1; CN1359276A; NO20020056L; US6942614B1; ATE378015T1

Description

Ein Teil der Offenbarung dieser Patentschrift enthält Material, das dem Urheberschutzrecht unterliegt. Der Inhaber der Urheberrechts erhebt keine Einwände gegen die per Fax vorgenommene Reproduktion der Patentoffenbarung durch Dritte, wie sie den öffentlich zugänglichen Patentakten des Patent- und Markenamts der Vereinigten Staaten zu entnehmen ist, behält sich jedoch ansonsten alle Rechte an dem durch Urheberrecht geschützten Material vor.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Verwendung in der Behandlung eines Patienten mit einer beliebigen Arznei, um eine Arzneitherapie zu optimieren und eine nachtteilige Reaktion auf die Arznei zu verhindern. Die vorliegende Erfindung kann sich entweder Arzneimittelwerte oder Surrogat-Marker zunutze machen, um die Wirksamkeit des Dosierungsplans zu bestimmen und gegebenenfalls eine neue optimale Arzneidosierung vorzuschlagen.
Hintergrund der Erfindung
Wenn ein Patient für eine bestimmte Zeit mit der Einnahme einer beliebigen Arznei beginnt, ist eine Titrierung der Arzneimittelmenge, die durch den Patienten eingenommen wird, notwendig, um den optimalen Wirkungsnutzen der Arznei zu erreichen und um gleichzeitig unerwünschte Nebenwirkungen zu verhindern, die durch eine viel zu hohe Einnahme der Arznei hervorgerufen wird. Somit besteht ein anhaltendes Gleichgewicht zwischen einer ausreichenden Einnahme einer Arznei, um den Nutzen der Arznei zu erzielen, und gleichzeitig einer nicht allzu hohen Einnahme einer Arznei, durch die eine Vergiftung hervorgerufen wird.
In Bezug auf die Pharmakokinetik von Arzneien eines Patienten besteht zwischen den einzelnen Patienten eine große Variabilität. Was für den einen eine angemessene Arzneimitteldosis sein mag, kann für den anderen schon zu viel oder zu wenig sein. Vor der Entstehung dieser Erfindung musst ein Arzt die korrekte Arzneidosierung für einen Patienten einschätzen und dann mit dieser Dosierung experimentieren, üblicherweise durch systematisches Ausprobieren, bis die korrekte Dosierung erreicht war. Desgleichen werden auf der durch die FDA erstellten Etikettierung einer Arznei Dosierungen basierend auf epidemiologischen Studien vorgeschlagen, bei der auf die Variabilität der einzelnen Individuen keine Rücksicht genommen wird. Nichtlineare Modellierungsmethoden der kleinsten Quadrate umfassen die Verwendung von großen Datenmengen, die sich auf eine allgemeine Population beziehen, um die am besten passende Menge zu berechnen. Sehr ähnlich zu linearen Regressionsmodellen kann dieses Verfahren die Variabilität zwischen Menschen mit den gleichen Populationscharakteristika nicht berücksichtigen.
Die Bayesiche Analyse stellt ein weiteres Verfahren dar, das verwendet wird, um eine Arzneimitteldosis und ihre Wirksamkeit in Beziehung setzen zu können. Bei diesem Verfahren werden im großen Umfang ermittelte Populationsparameter verwendet, um eine Population zu stratifizieren, um deren Individuen besser charakterisieren zu können. Bei diesem Verfahren werden aber Veränderungen, die bei einer Person im Verlauf der Zeit eintreten können, nicht berücksichtigt, und folglich ist es zu einer zuverlässigen Einschätzung der Dosierungen nicht in der Lage.
Die pharmakokinetische Aufteilungsmodellierung hat sich bei einigen Arzneien als erfolgreich erwiesen, doch, da die Modelle statisch sind und sich nicht an Veränderungen innerhalb einer Population oder eines Patienten anpassen können, sind sie für eine dynamische Bestimmung von Arzneidosierungen wiederum nicht wünschenswert.
Zur Prognose von Arzneidosierungen von Immunosuppressions-Arzneimitteln hat man Expertensysteme entwickelt, bei denen eine ähnliche Technik verwendet wird, (siehe US-Patent No. 5,365,948 , 5,542,436 und 5,964,950 ). Diese Algorithmen sind jedoch nicht allgemein gültig und ziehen nur die bezüglich eines Immunosuppressionsmittels festgestellten Blutwerte heran. Die jeweiligen Algorithmen sind an ein individuelles Immunosuppressions-Arzneimittel spezifisch angepasst. Wie es aussieht, können diese Erfindungen nicht auf andere Arzneimittel angewendet werden, und sie weisen keinen nichtlinearen Rückkopplungsschleifenmechanismus auf. Die Patentschrift XP 8034686 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 1.
Kurzfassung der Erfindung
Die Erfindung ist im angehängten Anspruchsatz definiert. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Patientendosierung durch eine zyklische Reihe von Ereignissen, die in Form eines Flussdiagramms in 1 dargestellt sind. Nach einer anfänglichen Untersuchung wird eine anfängliche Dosis einer Arznei (therapeutischen Mittels) verschrieben und durch einen Arzt an einen Patienten verabreicht. Die anfängliche Dosis basiert auf der von der FDA empfohlenen Dosierung, die auf dem Etikett der Arznei zu lesen ist. Die Dosierung der Arznei wird nach wiederholter Dosierung durch den Arzt basierend auf der Reaktion des Patienten auf die Arznei weiter verfeinert. Eine zu hohe Menge der Arznei könnte bewirken, dass der Patient toxische Nebenwirkungen der Arznei zu spüren bekommt, und die Arzneidosierung müsste daher reduziert werden. Eine zu geringe Menge des Arzneimittels könnte dazu führen, dass der Patient nicht die Vorteile erfährt, die die Arzneimitteltherapie ihm bieten kann, und die Dosierung müsste daher erhöht werden.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erfordert, dass ein Arzt den Prozentsatz der Reaktion des Patienten auf das Arzneimittel basierend auf Surrogat-Markern für diese Arznei bestimmt. Alsdann wird ein Verhältnis angewendet, bei dem die eingegebenen Parameter, die vorstehend beschrieben wurden, verwendet werden, um die nächste Dosis für den Patienten zu bestimmen. Diese Erfindung weist zwei bevorzugte Ausführungsformen auf: Bei einer werden die tatsächlichen numerischen Surrogat-Marker zur Berechnung der Dosis verwendet, und bei der anderen Ausführungsform werden Prozentsätze als numerische Eingabe für die Surrogat-Marker verwendet.
Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein Flussdiagramm der Vorgehensweise, mit der eine revidierte Arzneidosierung gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren bestimmt wird.
2 zeigt eine Vorrichtung zur Verwendung beim Berechnen revidierter Arzneidosierungen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Ein Verfahren zu Verwendung, das bei der Behandlung eines Patienten, der ein beliebiges Arzneimittel erhält, verwendet wird, um eine Therapie zu optimieren und eine nachteilige Reaktion auf das Arzneimittel zu verhindern, kann in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen implementiert werden, von denen zwei jeweils getrennt voneinander beschrieben werden. 1 zeigt ein Flussdiagramm der gesamten Vorgehensweise bei der Behandlung eines Patienten unter Verwendung dieses Expertensystems. Das tatsächliche Expertensystem führt jedoch nur die Schritte aus, die in den Blöcken 10 und 12 des Flussdiagramms gezeigt sind.
Das Expertensystem beinhaltet einen Allzweckcomputer, der in 2 gezeigt ist, der eine Eingabeeinrichtung, bei der es sich vorzugsweise um eine Tastatur 20 und/oder eine Maus 22 handelt, eine Ausgabeeinrichtung 30, bei der es sich vorzugsweise um einen Video-Anzeigebildschirm handelt, eine Datenspeichereinrichtung 50, bei der es sich vorzugsweise um ein Festplattenlaufwerk handelt, und einen Prozessor aufweist. Das Expertencomputerprogramm empfängt von einem Arzt die Eingabedaten bezüglich der aktuellen Arzneidosierung eines Patienten, den maximalen Dosierungsbereich für das Arzneimittel und den Prozentsatz der Reaktion des Patienten basierend auf Surrogat-Markern, die zur Überwachung des Arzneimittels herangezogen werden.
Zusätzlich charakterisiert ist die Reaktion des Patienten auf den letzten Dosierungszyklus sowie eine Dosisreaktionskonstante. Dadurch wird dem Expertensystem ermöglicht, die Patientendosierung basierend auf der individuellen Reaktion des Patienten auf das Arzneimittel zu individualisieren. Das System berechnet eine revidierte Dosierung basierend auf der Dateneingabe durch den Arzt. Der Softwarebereich der Erfindung beinhaltet einen Benutzerschnittstellenbereich 100, um die eingegebenen Daten zu empfangen und um Informationen über die revidierte Dosierung auszugeben, und einen Datenanalyseabschnitt 110, der die Informationen über die neue Dosierung basierend auf den eingegeben Daten berechnet.
Ausführungsform Numerische Surrogat-Marker
Ein Arzt verschreibt für einen Patienten eine Arznei basierend auf der von der FDA auf dem Arzneimitteletikett empfohlenen Dosierung. Der Arzt evaluiert dann den Patienten erneut, üblicherweise täglich, und, abhängig von dem verschriebenen Arzneimittel, entweder persönlich oder über eine Entfernung hinweg. Während der anschließenden Evaluierungen durch den Arzt, werden die Surrogat-Marker überwacht und anschließend miteinander verglichen, um zu bestimmen, ob in Verbindung mit dem Arzneimittel Toxizitäten vorliegen. Außerdem werden die numerischen Marker evaluiert, um herauszufinden, ob die gewünschte Wirkung der Arznei erreicht worden ist. Basierend auf dieser Evaluierung durch den Arzt werden dann die aktuelle Arzneidosierung, der aktuelle numerische Marker des Arzneimittels, der gewünschte numerische Marker des Arzneimittels und der vorhergehende numerische Marker des Arzneimittels in die Ausführungsform eingegeben, und die neue Dosierung der Arznei wird dann basierend auf der folgenden Gleichung berechnet: NDD = CDD – {[<(CDNM – DDNM)/CDNM>/<1 + (CDD/HIGH)>] × CDD} + LVwenn: LV = {(RESPONSE × CDD) × [1 + D) – (1 + E)]/abs(1 + D)}/[1,3^(CDD/HIGH)] E = (CDNM – PDNM) D = (DDNM – PDNM)und wobei:

NDD: = Neue Arzneidosierung
CDD: = Aktuelle Arzneidosierung
CDNM: = Aktueller numerischer Marker der Arznei
DDNM: = Gewünschter numerischer Marker der Arznei
PDNM: = Bisheriger numerischer Marker der Arznei
HIGH: = Der eingegebene Parameter, bei dem es sich um den Hochdosierungsbereich für eine spezielle Arznei handelt
RESPONSE: = Prozent der Gesamtdosierung, die zur Individualisierung der Patientendosierung verfügbar ist
1,3^(CDD/HIGH): = 1,3 potenziert auf einen Exponenten von (CDD/HIGH).

Ausführungsform mit Prozentsatz-Surrogat-Markern
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform verschreibt ein Arzt eine Arznei für einen Patienten basierend auf der von der FDA auf dem Etikett der Arznei empfohlenen Dosis. Der Arzt evaluiert dann den Patienten erneut, üblicherweise täglich, und, abhängig von dem verschriebenen Arzneimittel, entweder persönlich oder über eine Entfernung hinweg. Während der anschließenden Evaluierung durch den Arzt werden die Surrogat-Marker überwacht und anschließend miteinander verglichen, um zu bestimmen, ob in Verbindung mit dem Arzneimittel Toxizitäten vorliegen. Außerdem werden die numerischen Marker evaluiert, um herauszufinden, ob die gewünschte Wirkung der Arznei erreicht worden ist. Basierend auf dieser Evaluierung durch den Arzt werden dann die aktuelle Arzneidosierung, die Prozentsatz-Reaktion des Patienten auf die letzte Dosierung basierend auf einem Surrogat-Marker in das System eingegeben, und die neue Arzneidosierung wird basierend auf der folgenden Gleichung berechnet: NDD = CDD – {[<PDR – 100)/PDR>/<1 + (CDD/HIGH)>] × CDD} + LVwobei: LV = {(RESPONSE × CDD) × [100 – RES) × 0,01]}/[1,3^(CDD/HIGH)] und wobei:

NDD: = Neue Arzneidosierung
CDD: = Aktuelle Arzneidosierung
PDR: = Prozent-Reaktion eines Patienten auf einen Surrogat-Marker
RES: = Prozent-Reaktion des Patienten auf die letzte Dosierung basierend auf einem Surrogat-Marker
HIGH: = Der eingegebene Parameter, bei dem es sich um den Hochdosierungsbereich für eine spezielle Arznei handelt
RESPONSE: = Prozent der Gesamtdosierung, die zur Individualisierung der Patientendosierung verfügbar ist
1,3^(CDD/HIGH): = 1,3 potenziert auf einen Exponenten von (CDD/HIGH).

Dieser Zyklus einer wiederholten Neuevaluierung der numerischen Surrogat-Marker wird solange fortgesetzt, wie der Patent die Arznei einnehmen muss.
Die Ausführungsformen der Erfindung sind beschrieben worden, wobei bei der einen numerische Marker verwendet werden und bei der anderen ein Prozentsatz-Surrogat-Marker verwendet wird. Wenngleich die Erfindung im Vorstehenden zu Veranschaulichungszwecken eingehend erläutert worden ist, wird darauf hingewiesen, dass dies nur zu diesem Zweck geschehen ist und dass Variationen an derselben nur durch Fachleute vorgenommen werden können, ohne dabei vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, der durch die nachstehenden Ansprüche definiert ist, in denen alle deren Entsprechungen beinhaltet sind.

Claims

Vorrichtung zum Berechnung einer revidierten Arzneidosierung für einen Patienten, die folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Aufnehmen einer Eingabe von einem oder mehreren Markern, die die Reaktion des Patienten auf eine Arzneidosierung anzeigen; eine Einrichtung zum Aufnehmen einer Eingabe der aktuellen Arzneidosierung des Patienten; eine Einrichtung zum Aufnehmen einer Eingabe der maximalen Arzneidosierung; und eine Einrichtung zum Berechnen einer revidierten Arzneidosierung in Abhängigkeit von den Markern; der aktuellen Arzneidosierung und der maximalen Arzneidosierung; dadurch gekennzeichnet, dass die revidierte Dosierung durch die nachstehende Gleichung berechnet wird RDD = CDD –{[CDNM – DDNM)/CDNM>/< 1 + (CDD/HIGH)>] × CDD} + LVwenn: LV = {(RESPONSE × CDD) × [1 + D) – (1 + E)]/abs(1 + D)}/[1,3^(CDD/HIGH)] E = (CDNM – PDNM) D = (DDNM – PDNM) und wobei: RDD = Revidierte Arzneidosierung CDD = Aktuelle Arzneidosierung CDNM = Aktueller numerischer Marker der Arznei DDNM = Gewünschter numerischer Marker der Arznei PDNM = Bisheriger numerischer Marker der Arznei HIGH = Der eingegebene Parameter, bei dem es sich um den Hochdosierungsbereich für eine spezielle Arznei handelt RESPONSE = Prozent der Gesamtdosierung, die zur Individualisierung der Patientendosierung verfügbar sind 1,3^(CDD/HIGH) = 1,3 potenziert auf einen Exponenten von (CDD/HIGH).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Marker tatsächliche numerische Marker sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Marker Surrogat-Marker sind, die eine Prozentsatz-Reaktion des Patienten auf die Arznei darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die revidierte Dosierung durch die nachstehende Gleichung berechnet wird: RDD = CDD – {[<PDR – 100)/PDR>/<1 + (CDD/HIGH)>] × CDD} + LV wobei: LV = {(RESPONSE × CDD) × [100 – RES) × 0,01]}/[1,3^(CDD/HIGH)]und wobei: RDD = Revidierte Arzneidosierung CDD = Aktuelle Arzneidosierung PDR = Prozent-Reaktion eines Patienten auf einen Surrogat-Marker RES = Prozent-Reaktion des Patienten auf die letzte Dosierung basierend auf einem Surrogat-Marker HIGH = Der eingegebene Parameter, bei dem es sich um den Hochdosierungsbereich für eine spezielle Arznei handelt RESPONSE = Prozent der Gesamtdosierung, die zur Individualisierung der Patientendosierung verfügbar ist 1,3^(CDD/HIGH) = 1,3 potenziert auf einen Exponenten von (CDD/HIGH).