pypharm 1.2.1

Module for solving pharmacokinetic problems

PyPharm

1) Установка пакета

pip install pypharm  

2) Пример использования пакета для модели, где все параметры известны

Задана двухкамерная модель такого вида

graph LR
D((Доза D)) --> V1[Камера V1]
V1 -- k12 --> V2[Камера V2]
V2 -- k21 --> V1
V1 -- k10 --> Out(Выведение)

При этом, нам известны параметры модели

V1	V2	k12	K21	K10
228	629	0.4586	0.1919	0.0309

Создание и расчет модели при помощи пакета PyPharm

from PyPharm import BaseCompartmentModel  
  
model = BaseCompartmentModel([[0, 0.4586], [0.1919, 0]], [0.0309, 0], volumes=[228, 629])  
  
res = model(90, d=5700, compartment_number=0)  

res - Результат работы решателя scipy solve_iv

3) Пример использования пакета для модели, где все параметры неизвестны

Задана многокамерная модель такого вида

graph LR
Br(Мозг) --'Kbr-'--> Is[Межклетачное пространство]
Is --'Kbr+'-->Br
Is--'Kis-'-->B(Кровь)
B--'Kis+'-->Is
B--'Ke'-->Out1((Выведение))
B--'Ki+'-->I(Печень)
I--'Ki-'-->Out2((Выведение))
B--'Kh+'-->H(Сердце)
H--'Kh-'-->B

При этом, известен лишь параметр Ke=0.077

Создание и расчет модели при помощи пакета PyPharm, используя метод minimize:

from PyPharm import BaseCompartmentModel
import numpy as np
matrix = [[0, None, 0, 0, 0],
[None, 0, None, 0, 0],
[0, None, 0, None, None],
[0, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, None, 0, 0]]
outputs = [0, 0, 0.077, None, 0]

model = BaseCompartmentModel(matrix, outputs)

model.load_optimization_data(
	teoretic_x=[0.25, 0.5, 1, 4, 8, 24],
	teoretic_y=[[0, 0, 11.2, 5.3, 5.42, 3.2], [268.5, 783.3, 154.6, 224.2, 92.6, 0], [342, 637, 466, 235, 179, 158]],
	know_compartments=[0, 3, 4],
	c0=[0, 0, 20000, 0, 0]
)

x_min = [1.5, 0.01, 0.5, 0.0001, 0.1, 0.1, 4, 3]
x_max = [2.5, 0.7, 1.5, 0.05, 0.5, 0.5, 7, 5]
x0 = np.random.uniform(x_min, x_max)
bounds = ((1.5, 2.5), (0.01, 0.7), (0.5, 1.5), (0.0001, 0.05), (0.1, 0.5), (0.1, 0.5), (4, 7), (3, 5))

model.optimize(
	bounds=bounds,
	x0=x0,
	options={'disp': True}
)

print(model.configuration_matrix)

Или же при помощи алгоритма взаимодействующих стран

from PyPharm import BaseCompartmentModel
import numpy as np
matrix = [[0, None, 0, 0, 0],
[None, 0, None, 0, 0],
[0, None, 0, None, None],
[0, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, None, 0, 0]]
outputs = [0, 0, 0.077, None, 0]

model = BaseCompartmentModel(matrix, outputs)

model.load_optimization_data(
	teoretic_x=[0.25, 0.5, 1, 4, 8, 24],
	teoretic_y=[[0, 0, 11.2, 5.3, 5.42, 3.2], [268.5, 783.3, 154.6, 224.2, 92.6, 0], [342, 637, 466, 235, 179, 158]],
	know_compartments=[0, 3, 4],
	c0=[0, 0, 20000, 0, 0]
)

model.optimize(
	method='country_optimization',
	Xmin=[0.5, 0.001, 0.001, 0.00001, 0.01, 0.01, 1, 1],
	Xmax=[5, 2, 2.5, 0.3, 1, 1, 10, 10],
	M=10,
	N=25,
	n=[1, 10],
	p=[0.00001, 2],
	m=[1, 8],
	k=8,
	l=3,
	ep=[0.2, 0.4],
	tmax=300,
	printing=True,
)