临床药代动力学:练习题及分步解答

免费的临床药代动力学练习题,附图示、提示和完整详细解答。每次数值都不同,分三个难度:半衰期、血药浓度和负荷剂量, 清除率、Vd、S 和 F, 给药方案设计与肾功能调整。

免费练习题简单
110t (h)C (mg/L)6 mg/L2 hC = ?

练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 静脉给药后即刻,tobramycin的浓度为 6 mg/L。半衰期为 2 h,药物按一级动力学消除。2 h 后的浓度C是多少?

C₀ = 6 mg/Lt½ = 2 ht = 2 h
mg/L
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练习内容

  1. 简单半衰期、血药浓度和负荷剂量
  2. 中等清除率、Vd、S 和 F
  3. 困难给药方案设计与肾功能调整

如何求解临床药代动力学问题

  1. 把半衰期换算为速率常数:k = 0.693/t½。
  2. 把按每 kg 的数值换算为总量:Vd(L)= L/kg × 体重,CL(L/h)= L/kg/h × 体重。
  3. 选定关系式:C = C₀·e−kt,LD = Vd·C/(S·F),维持速率 = CL·Css/(S·F),τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k。
  4. 对于肾功能,先用 Cockcroft–Gault 估算 CrCl,再调整剂量或间隔。
  5. 核对结果:浓度每个半衰期减半,达到稳态约需五个半衰期。

常见错误

  • 使用 1/t½ 而不是 0.693/t½。
  • 使用 log₁₀ 而不是 ln。
  • 应除以 S 或 F 时却乘了。
  • 对按每 kg 的数值忘记乘体重。
  • 当体内已有一部分浓度时仍给予全部负荷剂量。

关键公式

速率常数和半衰期
k = ln 2/t½ = 0.693/t½
一级衰减
C = C₀·e−kt = C₀·(1/2)t/t½
两个浓度
k = ln(C₁/C₂)/Δt
容积和清除率
Vd = dose/C₀, CL = k·Vd
负荷剂量
LD = Vd·C/(S·F)
维持速率
R = CL·Css/(S·F)
平均稳态
Css,avg = S·F·D/(CL·τ)
稳态
n 个半衰期后为 1 − (1/2)ⁿ; 5 个半衰期后 ≈ 97%
输注
C = (R/CL)(1 − e−kt)
由峰浓度和谷浓度确定间隔与剂量
τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k, D = Vd·(Cpeak − Ctrough)
Cockcroft–Gault
CrCl = (140 − 年龄) × kg/(72 × SCr mg/dL),女性 × 0.85
肾功能调整
剂量 × CrCl/正常值; Dettli Q = 1 − fe·(1 − CrCl/正常值)

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学习本课之前: 剂量计算, 药学计算

1药物剂量会发生什么

药代动力学描述血液中药物浓度如何随时间变化。临床药代动力学用一个简单的模型来选择剂量:身体是一个混合均匀的室,具有分布容积(Vd)和清除率(CL)。

大多数药物按一级动力学消除:每小时清除的是相同的比例,而不是相同的量。这就是为什么浓度每个半衰期减半。

这个模型用于治疗窗窄的药物,如氨基糖苷类、万古霉素、茶碱、苯妥英和地高辛。本课中的所有数值都是用于练习的典型教科书数字。

2半衰期和消除速率常数

消除速率常数 k(单位 h⁻¹)和半衰期 t½ 是相互关联的:

k = ln 2 / t½ = 0.693 / t½ C = C₀ · e−kt = C₀ · (1/2)t/t½

在浓度轴为对数的图上(半对数图),一级衰减是一条直线。由相隔 Δt 采集的两个浓度 C₁ 和 C₂:

k = ln(C₁/C₂) / Δt

规律给药或持续输注时,浓度升向稳态:经过 n 个半衰期后达到稳态的 1 − (1/2)ⁿ,5 个半衰期后约为 97%。

自测 浓度在 6 小时内从 8 mg/L 降到 2 mg/L。半衰期是多少?
  1. 1.5 h
  2. 3 h
  3. 4 h
  4. 6 h

答案: 3 h. 8 → 4 → 2 是在 6 h 内减半两次,所以 t½ = 3 h。用公式:k = ln(8/2)/6 = 0.231 h⁻¹,t½ = 0.693/0.231 = 3 h。

3负荷剂量和维持剂量

负荷剂量一次性把分布容积充满到目标浓度。维持剂量补充被消除的部分,所以在稳态时输入速率 = 输出速率。

LD = Vd × Ctarget / (S × F) 维持给药速率 = CL × Css / (S × F)
  • S 是盐因子:盐中活性药物所占的比例,例如氨茶碱(茶碱)为 0.8,苯妥英钠为 0.92。
  • F 是生物利用度:口服剂量进入血液的比例,静脉给药为 1。
  • Vd 常按每 kg(L/kg)给出:先乘以体重。

对于每 τ 小时一次的给药,平均稳态浓度为 Css,avg = S·F·剂量/(CL·τ)。

自测 Vd = 0.5 L/kg,体重 80 kg,目标 10 mg/L。药物以 S = 0.8 的盐形式静脉给予。负荷剂量是多少?
  1. 320 mg
  2. 400 mg
  3. 500 mg
  4. 6.25 mg

答案: 500 mg. Vd = 0.5 × 80 = 40 L。所需活性药物:40 × 10 = 400 mg;除以 S = 0.8 得到 500 mg 的盐。320 mg 是乘以了 S 而不是除以。

4峰浓度、谷浓度和肾功能

快速静脉给药时,浓度在给药间隔 τ 内从峰值降到谷值。要达到选定的峰浓度和谷浓度:

τ = ln(Cpeak/Ctrough) / k 剂量 = Vd × (Cpeak − Ctrough)

许多药物经肾脏清除。肌酐清除率用 Cockcroft–Gault 公式估算:CrCl =(140 − 年龄)× 体重/(72 × 以 mg/dL 计的 SCr),女性 × 0.85。

对于几乎完全经肾脏清除的药物,剂量按清除率的比例缩放(剂量 × CrCl/正常值),或者延长间隔(τ × 正常值/CrCl)。当只有一部分 fe 经肾脏排泄时,Dettli 剂量分数为 Q = 1 − fe·(1 − CrCl/正常值)。

5例题讲解

跟着每一步走,并在打开之前预测下一步。所有数值都是为练习而编造的。

例题讲解

一位患者的庆大霉素半衰期为 3 h。目标是峰浓度 8 mg/L、谷浓度 1 mg/L。假设为快速静脉给药,需要多长的给药间隔?

1

速率常数

k = 0.693 / 3 = 0.231 h⁻¹
2

区间

浓度必须从 8 降到 1 mg/L,即 8 倍。

τ = ln(8/1) / 0.231 = 2.079 / 0.231 = 9.0 h
3

用半衰期核对

8 → 4 → 2 → 1 是减半三次:3 × 3 h = 9 h。答案一致。

答案

给药间隔为 9 h;实际中会取整到方便的数值,并核查血药浓度。

6常见错误与考试题型

  • 计算 k 时使用 1/t½ 而不是 0.693/t½。
  • 使用 log₁₀ 而不是自然对数 ln。
  • 忘记把“按每 kg”的 Vd 或 CL 乘以体重。
  • 应除以 S 或 F 时却乘了。
  • 患者体内已有浓度时仍给予全部负荷剂量:只需补上差值。

简单:k 和 t½、一段时间后的浓度、稳态以及简单的负荷剂量。中等:维持速率、S 和 F、由两个浓度求 k、Vd 和 CL。困难:由峰浓度和谷浓度确定间隔与剂量、肾功能调整、平均稳态浓度以及达到稳态前的输注。

自测 一次输注开始时没有给负荷剂量。半衰期为 6 h。12 h 后大约达到稳态的多少?
  1. 100%
  2. 25%
  3. 50%
  4. 75%

答案: 75%. 12 h 是两个半衰期:1 − (1/2)² = 0.75,即 75%。25% 是仍然缺少的部分。达到稳态约需 5 个半衰期,这里是 30 h。

在应用中一步一步地学在应用中一步一步地学

例题详解

例题 1简单
110100t (h)C (mg/L)10 mg/L9 hC = ?

练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 静脉给药后即刻,gentamicin的浓度为 10 mg/L。半衰期为 3 h,药物按一级动力学消除。9 h 后的浓度C是多少?

C₀ = 10 mg/Lt½ = 3 ht = 9 h

求: C (mg/L)

显示提示
  1. 半衰期个数:n = t/t½。
  2. C = C₀·(1/2)ⁿ,或 C = C₀·e^(−kt),其中 k = 0.693/t½。
  3. n = 9/3 = 3.
显示答案和分步解答

一级消除:每小时清除药物的比例恒定,所以 C = C₀·e−kt,其中 k = ln 2/t½ = 0.693/t½。经过 n 个半衰期后 C = C₀·(1/2)ⁿ。规律给药或持续输注时,经过 n 个半衰期后,血药浓度达到稳态的 1 − (1/2)ⁿ:5 个半衰期后约为 97%。负荷剂量用来充满分布容积:LD = Vd × C。 这些数字仅供练习;在临床工作中务必遵循当地规程,高危剂量须经双人核对。

半衰期的个数

n = 9/3 = 3

难度

C = 10·(1/2)3 = 1.25 mg/L

答案

C = 1.25 mg/L
例题 2中等
Vd = 7 L/kgC = 1 mcg/LLD = ? mcg52 kg · S = 1 · F = 0.7

练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 一位体重 52 kg 的患者要用 digoxin 片药负荷,以达到 1 mcg/L 的浓度。分布容积为 7 L/kg,药片的生物利用度 F = 0.7。求口服负荷剂量总量LD(mcg)。

52 kgVd = 7 L/kgC = 1 mcg/LF = 0.7

求: LD (mcg)

显示提示
  1. LD = Vd × C/(S × F)。
  2. 对药片,S = 1,F = 0.7。
  3. Vd = 7·52 = 364 L.
显示答案和分步解答

清除率和容积:在稳态时,给药速率等于消除速率,所以维持速率 = CL × Css。负荷剂量 LD = Vd × C/(S × F),其中 S 是盐因子(盐中活性药物所占的比例),F 是生物利用度(静脉给药为 1)。由两个浓度可得 k = ln(C₁/C₂)/Δt;对于静脉推注,Vd = 剂量/C₀,CL = k × Vd。 这些数字仅供练习;在临床工作中务必遵循当地规程,高危剂量须经双人核对。

分布容积

Vd = 7·52 = 364 L

所需活性药物的量

Vd·C = 364·1 = 364 mcg

负荷剂量

LD = 364/(1·0.7) = 520 mcg

答案

LD = 520 mcg

实际中,剂量会取整到方便的数值。

例题 3困难
VCss,avg​ = ?200 mg · q12hCL = 0.03 L/kg/h86 kg · S = 1 · F = 1

练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 一位体重 86 kg 的患者每 12 h 口服茶碱(F = 1)。清除率为 0.03 L/kg/h。 每次剂量为 200 mg theophylline。求平均稳态浓度Css,avg。

CL = 0.03 L/kg/hτ = 12 hS = 1F = 186 kgD = 200 mg

求: Css,avg (mg/L)

显示提示
  1. 在稳态时,平均输入速率等于输出速率:S·F·D/τ = CL·Css,avg。
  2. CL(L/h)= CL(L/kg/h)× 体重。
  3. CL = 0.03·86 = 2.58 L/h.
显示答案和分步解答

设计给药方案:快速静脉给药时,血药浓度在间隔期内从峰值降到谷值,所以 τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k,使血药浓度恢复到峰值的剂量为 Vd × (Cpeak − Ctrough)。平均稳态浓度为 Css,avg = S·F·剂量/(CL·τ)。输注时浓度按 C = (R/CL)(1 − e−kt) 上升。对于经肾脏清除的药物,剂量要根据肌酐清除率调整。 这些数字仅供练习;在临床工作中务必遵循当地规程,高危剂量须经双人核对。

清除率

CL = 0.03·86 = 2.58 L/h

平均稳态浓度

Css,avg = S·F·D/(CL·τ) = 1·1·200/(2.58·12) = 6.46 mg/L

答案

Css,avg = 6.46 mg/L

问与答

什么是临床药代动力学?

药代动力学描述血液中药物浓度如何随时间变化。临床药代动力学用一个简单的模型来选择剂量:身体是一个混合均匀的室,具有分布容积(Vd)和清除率(CL)。

大多数药物按一级动力学消除:每小时清除的是相同的比例,而不是相同的量。这就是为什么浓度每个半衰期减半。

临床药代动力学题目如何一步步求解?
  1. 把半衰期换算为速率常数:k = 0.693/t½。
  2. 把按每 kg 的数值换算为总量:Vd(L)= L/kg × 体重,CL(L/h)= L/kg/h × 体重。
  3. 选定关系式:C = C₀·e−kt,LD = Vd·C/(S·F),维持速率 = CL·Css/(S·F),τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k。
  4. 对于肾功能,先用 Cockcroft–Gault 估算 CrCl,再调整剂量或间隔。
  5. 核对结果:浓度每个半衰期减半,达到稳态约需五个半衰期。
临床药代动力学有哪些常见错误?
  • 使用 1/t½ 而不是 0.693/t½。
  • 使用 log₁₀ 而不是 ln。
  • 应除以 S 或 F 时却乘了。
  • 对按每 kg 的数值忘记乘体重。
  • 当体内已有一部分浓度时仍给予全部负荷剂量。
临床药代动力学练习包括哪些内容?
  • 简单: 半衰期、血药浓度和负荷剂量
  • 中等: 清除率、Vd、S 和 F
  • 困难: 给药方案设计与肾功能调整

每道题的数值都不同,让你掌握方法,而不是记住答案。 卡住了?先打开一个小提示,需要时再查看完整解析。

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