Calculadora de meia-vida
Veja quanto de uma dose permanece ao longo do tempo usando um modelo simples de decaimento exponencial.
Campos da calculadora
Este e um modelo simples de decaimento exponencial de um compartimento. A farmacocinetica real depende de absorcao, distribuicao, metabolismo e variacao individual.
A calculadora de meia-vida modela como uma quantidade decai ao longo do tempo num modelo de primeiro ordem e de um compartimento, e calcula opcionalmente o pico e o vale em estado estacionário para um intervalo de dosagem repetido.
É a mesma matemática que os dez modelos farmacocinéticos deste site, reunida num só sítio com uma tabela de dados para que veja a curva inteira em vez de um ponto solto.
Leia a limitação desta página antes de usar seja o que for. É um modelo de manual de uma quantidade que decai. Não é uma descrição de como qualquer substância se comporta numa pessoa.
Porque é que a fração depende apenas da razão entre dois tempos
Primeira ordem significa que a velocidade de perda é proporcional à quantidade presente, por isso a quantidade cai mais depressa ao início e abranda à medida que diminui. Resolver isso dá uma exponencial: a fração que resta ao fim de um tempo decorrido é um meio elevado à potência desse tempo dividida pela meia-vida. A meia-vida fixa portanto o eixo do tempo e nada de todo quanto à forma da curva. Dez unidades e dez milhões de unidades perdem a mesma proporção no mesmo tempo, que é a propriedade que torna o modelo utilizável sem saber de antemão a quantidade inicial, e é também a suposição que falha com mais frequência num sistema real.
Há uma segunda razão pela qual é a razão que importa. Como o expoente é uma razão, o resultado não tem dimensões, por isso uma meia-vida e um tempo decorrido na mesma unidade produzem um número que não pode estar errado por uma conversão de unidades. Essa segurança desaparece no instante em que as duas estão em unidades diferentes, e uma meia-vida citada em dias introduzida contra um tempo em horas é a falha mais comum em toda esta família de calculadoras. Não produz mensagem nenhuma e produz um número perfeitamente plausível. O guia sobre eliminação de primeira ordem e aritmética da meia-vida desenvolve o mesmo modelo com mais extensão, e as calculadoras que o rodeiam neste site tomam a fração como alvo em vez do tempo.
Duas formas de uma equação e um fator de 0.6931
A exponencial pode escrever-se como um meio elevado à potência do tempo dividida pela meia-vida, ou como e elevado à potência de menos k vezes t. São a mesma curva, e a ponte entre as duas é a constante de eliminação, que é o logaritmo natural de dois dividido pela meia-vida. Nenhuma das formas é a correta e a outra um erro; são adequadas a perguntas diferentes. A versão da potência de meio é fácil de conferir com meias-vidas inteiras, porque uma, duas e três reduções a metade dão exatamente um meio, um quarto e um oitavo sem qualquer aproximação. A versão exponencial é mais fácil de derivar, de integrar e de combinar.
A constante de velocidade é a grandeza que se comporta de forma consistente entre substâncias de um modo em que a meia-vida não se comporta, e é por isso que aparece em tantas calculadoras deste site. Converter entre as duas é uma única divisão em qualquer dos sentidos. A calculadora da constante de eliminação vai de uma meia-vida a uma constante de velocidade, e a calculadora de meia-vida a partir da constante volta pelo caminho oposto. Comunicar uma meia-vida e uma constante de velocidade para o mesmo processo não é uma contradição de maneira nenhuma, e uma discordância entre as duas na mesma página é primeiro um erro de unidades e só depois outra coisa.
O que um valor de meia-vida descreve de facto
Uma meia-vida medida pertence a uma situação medida e transporta tudo aquilo que essa situação por acaso continha. Pertence a uma substância, numa forma salina, por uma via, numa espécie, numa matriz, medida por um método, ao longo de um intervalo. Já contém o efeito da distribuição, da ligação e da depuração, atados juntos num único número, e voltá-los a separar não é coisa que uma calculadora consiga fazer. A meia-vida citada para uma dessas condições não é automaticamente a meia-vida de nenhuma das outras, e é por isso que ir buscar um valor ao contexto errado não é um pequeno erro.
Seja claro portanto sobre o que esta página é. Recebe uma meia-vida que você fornece e manipula-a. Não fornece nenhuma, para nada, e não guarda qualquer tabela de valores a que pudesse recorrer, porque uma tabela de meias-vidas com as condições de medição removidas é precisamente a coisa que depois acaba mal aplicada. Se for preciso uma meia-vida, o sítio honesto para a encontrar é a fonte que a mediu, citada, e onde não exista fonte citável para a pergunta que está a fazer, então a resposta correta é que o valor não é determinável a partir daqui. A calculadora de meia-vida efetiva existe para o caso em que há uma constante de velocidade e um intervalo à mão, e a página de aviso legal é a afirmação mais curta do que que tudo isto não é.
Onde uma exponencial deixa de descrever o real
Um modelo de primeiro ordem e de um compartimento não tem fase de absorção, não tem distribuição para os tecidos, não tem ligação, não tem via saturável, não tem metabólitos e não tem nenhuma via de remoção além da que nomeia. As curvas reais de concentração no tempo depois de uma administração real são normalmente multi-exponenciais: uma fase rápida que reflete a distribuição a partir do local e uma fase lenta que reflete a remoção. Ajustar uma única exponencial a essa curva produz uma meia-vida terminal aparente que é uma propriedade do ajuste e da janela escolhida para o fazer, e não uma constante da substância, pelo que duas análises dos mesmos dados podem discordar sobre ela.
O alargamento até ao estado estacionário traz suposições próprias. O fator de acumulação trata a entrada como instantânea e a repetição como interminável, por isso o quociente entre pico e vale que ele produz é uma afirmação sobre um decaimento geométrico e não sobre nada que tenha sido medido. Duas ferramentas relacionadas expõem a forma sem mudar o modelo: a calculadora de fator de acumulação isola o próprio fator, e a calculadora de tempo até ao estado estacionário responde a quantos intervalos são precisos para se aproximar da assíntota. O guia sobre acumulação e estado estacionário coloca a aritmética em confronto com aquilo que ela modela e com aquilo que não modela.
Como funciona esta calculadora
O modelo é um decaimento exponencial. A fração que resta ao fim de um tempo t é um meio elevado à potência de t dividida pela meia-vida, e a quantidade é essa fração vezes a quantidade inicial.
Essa fração pode escrever-se na outra forma conhecida, e elevado a menos k vezes t, em que k é a constante de eliminação, igual ao logaritmo natural de dois dividido pela meia-vida. Ambas existem neste site como calculadoras separadas.
A propriedade que importa é que a fração depende apenas de quantas meias-vidas passaram. Cem unidades e um milhão de unidades caem à mesma taxa proporcional, e é isso que torna o modelo utilizável sem saber de antemão a quantidade inicial.
Quando é indicado um intervalo de dosagem, o modelo é alargado até ao estado estacionário, onde o pico é a quantidade inicial vezes o fator de acumulação e o vale é esse pico decaído ao longo de um intervalo.
As formulas
-
fraction remaining = 0.5^(t / t-half)
A forma que é fácil de conferir com meias-vidas inteiras.
-
fraction remaining = e^(-k x t), with k = ln(2) / t-half
A forma exponencial equivalente. A mesma resposta, outra aritmética.
-
accumulation factor = 1 / (1 - 0.5^(interval / t-half))
O quociente entre o pico em estado estacionário e o pico de uma dose única.
-
trough = peak x 0.5^(interval / t-half)
O pico em estado estacionário decaído ao longo de um intervalo de dosagem.
Exemplo resolvido
Decaimento ao longo de três meias-vidas e a acumulação com um intervalo diário
Exemplo ilustrativo. Os numeros foram escolhidos para que a aritmetica seja facil de conferir. Nao sao uma dose, um protocolo ou uma recomendacao.
Dados
- Quantidade inicial
- 100
- Meia-vida
- 24 hours
- Tempo decorrido
- 72 hours
- Intervalo de dosagem
- 24 hours
- Contar as meias-vidas
- Substituicao
- 72 / 24
- Resultado
- 3
- Fração restante
- Substituicao
- 0.5^3
- Resultado
- 0.125
- Quantidade restante
- Substituicao
- 100 x 0.125
- Resultado
- 12.5
- Fator de acumulação com um intervalo diário
- Substituicao
- 1 / (1 - 0.5^(24/24)) = 1 / 0.5
- Resultado
- 2
- Pico em estado estacionário
- Substituicao
- 100 x 2
- Resultado
- 200
- Vale em estado estacionário
- Substituicao
- 200 x 0.5
- Resultado
- 100
O que isso mostra
Três metades deixam um oitavo, e isso é exato e não aproximado. Um quociente entre pico e vale de dois com um intervalo diário é consequência direta de o intervalo ser igual à meia-vida, e vale a pena tê-lo presente: reduzir o intervalo para a metade mais do que duplicaria o pico, e não apenas o aumentaria um pouco.
Entendendo as entradas
- initialAmount
- A quantidade no ponto de partida. Escala o resultado e não muda a fração.
- halfLife
- A meia-vida, em horas.
- Atencao: Uma meia-vida expresada em dias escrita aqui dá uma resposta errada por um fator de vinte e quatro, sem qualquer aviso. É o erro mais comum em toda a família farmacocinética.
- elapsedTime
- O tempo decorrido, em horas. Tem de usar as mesmas unidades da meia-vida.
- dosingInterval
- O intervalo entre doses, em horas. Opcional; quando está presente também são calculados o pico e o vale em estado estacionário.
- Atencao: Um intervalo muito mais longo do que a meia-vida dá um fator de acumulação praticamente igual a um, o que está correto e significa que não há acumulação com significado.
Entendendo os resultados
- fractionRemaining
- A proporção da quantidade inicial que ainda está presente, de zero a um.
- amountRemaining
- A quantidade que resta ao fim do tempo decorrido.
- timeToHalf
- O tempo até a quantidade chegar a metade da inicial, que é a meia-vida que introduziu e é mostrada como referência.
- peak
- O pico em estado estacionário, mostrado apenas quando há um intervalo indicado. É o máximo assintótico do modelo e não um nível previsto em ninguém.
- trough
- O vale em estado estacionário imediatamente antes da dose seguinte, mostrado apenas quando há um intervalo indicado.
Unidades explicadas
- Half-life
- O tempo que a quantidade demora a reduzir a metade. Neste modelo é uma constante da substância, independente da quantidade presente.
- First-order
- Um processo cuja velocidade é proporcional à quantidade presente, pelo que a quantidade cai mais depressa ao início e abranda com o tempo.
- Steady state
- O nível a que se aproxima de forma assintótica quando a entrada iguala a remoção. Atinge-se até uma tolerância declarada, nunca por completo.
- Accumulation
- Quanto é que o pico repetido excede um pico único. É um quociente e, por construção, vale pelo menos um.
Erros comuns
- Misturar unidades entre a meia-vida, o tempo decorrido e o intervalo de dosagem, que é o erro dominante nesta família e não gera qualquer aviso.
- Confundir a meia-vida com a constante de eliminação, que diferem pelo fator 0.6931.
- Ler um pico em estado estacionário como uma concentração prevista numa pessoa. É um número produzido por uma exponencial.
- Usar uma meia-vida citada para outra forma salina, outra via de administração ou outra espécie, que mudam todas o valor.
- Esperar um decaimento linear. Levar metade da quantidade demora uma meia-vida, e a metade seguinte demora exatamente o mesmo tempo outra vez.
Limitacoes importantes
- Este é um modelo de um compartimento e de primeiro ordem. Não tem fase de absorção, nem distribuição para os tecidos, nem ligação a proteínas, nem eliminação limitada por capacidade ou saturável, nem metabólitos.
- Uma meia-vida real é medida num sistema real e já contém o efeito da distribuição. Esta calculadora apenas manipula o número.
- Modela uma única substância e nada diz sobre combinações, interações ou vias de degradação concorrentes.
- É um modelo matemático, não uma previsão nem aconselhamento médico. Nada nesta página indica que quantidade, intervalo ou esquema seja adequado a alguma coisa.
Perguntas frequentes
Qual a finalidade da calculadora de meia-vida?
Modela a quantidade remanescente de peptideo no organismo ao longo do tempo por meio de decaimento exponencial simples.
Quais informacoes devem ser fornecidas?
Informe a dose de entrada, o tempo de meia-vida em horas e o intervalo de tempo para projecao do declinio.
Qual e a equacao matematica da meia-vida?
Quantidade restante = dose inicial vezes 0.5 elevado a (tempo / meia-vida). Apos uma meia-vida, restam 50%.
Quao preciso e este calculo?
Trata-se de aproximacao teorica de primeira ordem, sem contemplar todas as variaveis farmacocineticas biologicas.
O recurso e gratuito?
Sim. A calculadora opera gratuitamente em seu dispositivo de forma independente.
Serve para qualquer composto?
Aplica-se a qualquer farmaco com decaimento exponencial, sem constituir prescricao de dosagem.
O que a curva visual reflete?
Apresenta a reducao percentual da dose no eixo vertical em relacao ao transcurso das horas no eixo horizontal.
A ferramenta simula acumulacao em doses multiplas?
Nao. Trata exclusivamente de uma aplicacao individual isolada.
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