[发明专利]一种基于行限制覆盖阵列的药物临床试验设计方法

说明书

本发明公开了一种药物临床试验方案的设计方法，包括以下步骤：步骤1、将临床试验方案转化为行限制覆盖阵列设计问题；步骤2、构造行数较少的覆盖阵列，生成行限制覆盖阵列；步骤3、将生成的行限制覆盖阵列转化为实际的临床试验方案。本发明构造带有行限制的覆盖阵列，进而得到实际的临床测试方案，与普通的启发式方法相比，本发明立足于已有的覆盖阵列，然后进行数学操作即可得到行限制覆盖阵列，最后将生成的行限制覆盖阵列转化为实际的临床测试方案，时效性优势明显。

技术领域

本发明涉及医学检验技术领域，尤其涉及一种基于行限制覆盖阵列的药物临床试验设计方法。

背景技术

临床试验是指在人体内进行的药物药理研究，用以证实或揭示试验药物的作用、不良反应及试验药物的吸收、分布、代谢和排泄等情况。在新药的上市前，临床试验都是必不可少的环节。同时，临床试验的成本一直居高不下，单种药物的临床试验其所需的资金便能轻易达到十亿级别。在新药的上市前，临床试验都是必不可少的环节，在测试不同种药物的互相影响时，常使用正交表或覆盖表用以减少实验次数，同时由于试验志愿者一次所能服用的药物的数量需要严格控制，需要对每次实验的强度进行控制。为了降低试验成本，研究人员开发出了很多方法，正交表便是其中一种。

正交表多用于描述多因素、多指标系统的实验方案设计，由于其主要关注对因素之间的两两联系的测试，对多因素之间的互现作用考虑较少，因此在药品资源极大丰富的现代社会有时会稍显不足。有鉴于此，适用于多因素检验的工具“覆盖阵列”便走进人们的视野。

覆盖阵列最初应用在软件的组合测试领域，用来测试软件之间的互相影响。当覆盖阵列应用于药物的临床试验时，在测试不同种药物的互相影响时，会受到更多的制约，例如，由于试验志愿者一次所能服用的药物的数量需要严格控制，即需要对每次同时实验的项目数进行控制，进而得到实际的临床测试方案，这衍生出了新的组合结构“带有行限制的覆盖阵列”。

关于覆盖阵列和行限制覆盖阵列，不同学者提出了各种构造方法，如组合设计构造法，借助数学工具的差方法等，以及基于计算机搜索的贪心法、粒子群算法等等。

在这些方法中，基于数学原理的方法仅在特定参数设定下能得到较好的计算效果，不能推广到一般参数；而计算机搜索算法较少考虑数学结构，其可以给出一般参数下的可行解，但耗时巨大，在计算时间有限的的情况下可行解的质量往往难以保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用广泛、直接启发式方法运行时间短、高效率的基于行限制覆盖阵列的药物临床试验设计方法。

本发明的一种基于行限制覆盖阵列的药物临床试验设计方法，包含以下步骤：

步骤1、将临床试验方案转化为行限制覆盖阵列设计问题，若共有k种药物需要进行组合测试，每种药物有v种剂量，实验者只能同时服用w种药物,且满足则将问题转化为构造带有行限制的覆盖阵列CARL(t,k,v:w)，其中，t为覆盖强度，取值为正整数；

步骤2、构造行数较少的覆盖阵列，生成行限制覆盖阵列，具体步骤如下：

步骤2.1、生成初始覆盖阵列A＝CA(t,w,v)，w列,N₁行；

步骤2.2、在初始覆盖阵列的基础上，使用矩阵的填充方法扩充阵列，构造满足参数要求的带有行限制的覆盖阵列B＝CARL(t,k,v:w)；

步骤2.3、进一步降阶得到新的带有行限制的覆盖阵列C＝CARL(t-1,k-1,v:w-1)；

步骤3、将生成的行限制覆盖阵列转化为实际的临床试验方案。

进一步地，步骤2.1中，所述生成初始覆盖阵列的方法包括组合设计数学构造、贪心法和进化算法，生成一个强度为t、长度为w、阶数为v的覆盖阵列A＝CA(t,w,v)，w列,N₁行。