TDM · MAP-BE · XGBoost

Machine learning pour le TDM

Deux méthodes, les mêmes patients, les mêmes concentrations : estimer l’AUC individuelle à partir de prélèvements limités.

Méthodologie publiée

Woillard et al. (2021) ont entraîné XGBoost directement sur l’AUC du tacrolimus à partir de profils simulés : 75 % pour l’apprentissage, 25 % pour le test, avec sélection des hyperparamètres par validation croisée à dix groupes. Leurs plans de prélèvement étaient C0+C3 et C0+C1+C3, pas C0 seul ou C0+C1.

L’article rapporte une RMSE relative de 4,60 % avec C0+C3 et de 2,61 % avec C0+C1+C3 sur le jeu de test simulé. Il utilisait l’AUC0–12, Prograf toutes les 12 heures, une erreur résiduelle fortement réduite et des filtres de profils propres au tacrolimus. Ces chiffres ne sont pas transposables à un autre plan de prélèvement ni attendus pour tous les modèles de la bibliothèque.

L’ESM4 rapporte les réglages retenus avec deux dosages : profondeur 1, taille minimale de nœud 40, mtry 7 et taux d’apprentissage 0,0261. La grille complète des candidats n’est pas publiée. ESM4

Woillard et al. · Pharmacological Research 2021

Protocole du benchmark apparié

01 · Simulation

Profils à l’état stationnaire avec distributions de covariables propres au modèle et prior OMEGA complet : 9 000 pour Woillard et 3 000 par autre couple modèle/mode. Les 90 % centraux sont conservés avant le partage 75/25. L’évaluation appariée utilise 1 098 patients Woillard non touchés et 300 pour chaque autre périmètre. Chaque écart-type résiduel est divisé par dix.

02 · Prélèvements

C0 seul, ou C0+C1. C1 désigne une concentration une heure après la fin de perfusion. La durée de référence vaut zéro pour l’oral, le bolus et la perfusion continue. En perfusion continue, la pompe reste active : prélèvements à t=0 et t=1 h.

03 · MAP-BE

mapbayr estime les effets aléatoires individuels à partir de ces mêmes dosages et des covariables connues. Le profil PK postérieur fournit l’AUC24. Il ne s’agit pas d’une AUC populationnelle sans ajustement.

04 · XGBoost

Régression directe de l’AUC24 à partir de la dose, de l’intervalle, des concentrations, des horaires et des covariables. Le réglage à dix groupes reste limité aux patients d’apprentissage. La grille à un/deux dosages inspirée de l’article inclut son optimum publié à deux dosages et teste les profondeurs 1, 2 et 4 avec les taux 0,0261 et 0,05.

Différences restantes avec Woillard 2021

  • Les prélèvements sont ici C0 ou C0+C1, contre C0+C3 ou C0+C1+C3 dans l’article.
  • La cible est l’AUC24, contre l’AUC0–12 interdose.
  • Le filtre générique retire les 5 % d’AUC24 les plus basses et les plus hautes. L’article appliquait des règles fixes de concentration, d’AUC0–12 et de forme du profil propres au tacrolimus.
  • Les profils Woillard incluent Prograf q12h et Advagraf q24h avec ST imposé selon la formulation. L’article simulait uniquement Prograf q12h avec neuf doses précises.
  • Les écarts-types résiduels sont ici divisés par dix ; l’article utilisait 0,1 µg/L d’erreur additive et 0,01 % d’erreur proportionnelle. Le bruit sur les horaires et la prévalence de CYP3A5 dépendante de la dose ne sont pas reproduits.

2026-09-27

Résultats de la bibliothèque

Le biais et la RMSE relative ci-dessous utilisent les mêmes patients estimés avec succès par les deux méthodes. Le taux de réussite à ±20 % porte sur tous les patients du test : une estimation échouée compte comme un échec. Si aucun comparatif MAP n’est disponible, seule la performance ML est rapportée. Les nombres d’échecs sont affichés explicitement.

MAP-BEXGBoostRMSE relative · largeur logarithmique des barres
BurdetAmikacine · IV discontinue
5.7 %
6.6 %
PollakAmiodarone · Orale
1.5 %
1.7 %
CarlierAmoxicilline · IV discontinue
5.6 %
8.6 %
FournierAmoxicilline · IV discontinue
1.5 %
3.1 %
MellonAmoxicilline · IV discontinue
17.0 %
17.5 %
MellonAmoxicilline · Orale
19.7 %
19.1 %
RambaudAmoxicilline · IV continue
10.9 %
9.0 %
ChengCefazoline · IV discontinue
8.9 %
10.5 %
LanoiseléeCefazoline · IV discontinue
11.0 %
6.1 %
SchmitzCefazoline · IV discontinue
1.9 %
5.0 %
AnCefepime · IV discontinue
5.1 %
5.6 %
JonckheereCefepime · IV discontinue
8.2 %
7.0 %
SeoCefepime · IV discontinue
5.3 %
6.9 %
PressCiclosporine · Orale
2.5 %
4.2 %
MathiasCobicistat · Orale
13.9 %
4.0 %
DvorchikDaptomycine · IV discontinue
9.4 %
10.2 %
GarreauDaptomycine · IV discontinue
5.5 %
7.0 %
HermannDiltiazem · Orale
9.6 %
3.8 %
MatherÉrythromycine · Orale
1.2 %
1.8 %
MoesÉvérolimus · Orale
6.9 %
7.4 %
ter HeineÉvérolimus · Orale
6.3 %
5.6 %
DebruyneFluconazole · Orale
1.2 %
1.7 %
FranckGentamicine · IV discontinue
22.3 %
22.0 %
GomesGentamicine · IV discontinue
N/A
12.9 %
HodiamontGentamicine · IV discontinue
2.2 %
4.8 %
RosarioGentamicine · IV discontinue
N/A
8.5 %
RosarioGentamicine · IV discontinue
N/A
7.0 %
DesaiIsavuconazole · Orale
1.2 %
1.8 %
GrollIsavuconazole · Orale
1.3 %
1.8 %
CanouïLevofloxacine · Orale
5.5 %
5.9 %
GergsLevofloxacine · IV discontinue
15.5 %
9.7 %
BuergerLinezolide · IV discontinue
4.1 %
4.8 %
SasakiLinezolide · IV discontinue
0.6 %
2.7 %
SasakiLinezolide · Orale
1.4 %
3.5 %
DoltonPosaconazole · Orale
1.2 %
1.6 %
ChangRifampicine · Orale
25.5 %
20.9 %
JeremiahRifampicine · Orale
2.0 %
3.3 %
JingRifampicine · Orale
13.0 %
12.2 %
LoosRifampicine · Orale
28.7 %
4.9 %
MarsotRifampicine · Orale
59.8 %
34.2 %
KappelhoffRitonavir · Orale
0.9 %
2.8 %
DjebliSirolimus · Orale
7.8 %
8.6 %
KampTacrolimus · Orale
8.3 %
8.3 %
WoillardTacrolimus · Orale
6.7 %
7.3 %
GotiVancomycine · IV discontinue
4.3 %
5.0 %
RevillaVancomycine · IV discontinue
4.5 %
5.5 %
RevillaVancomycine · IV continue
13.1 %
14.9 %
RobertsVancomycine · IV continue
12.3 %
15.0 %
van den BornVoriconazole · Orale
1.1 %
7.8 %
Estimation de l’AUC24 sur le jeu de test non touché
Modèle / modeApprentissage / testMéthodeBiaisrRMSEAUC ±20 %Échecs
BurdetAmikacine · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.2 %5.7 %99.7 %0 / 300
XGBoost0.1 %6.6 %99.7 %0 / 300
PollakAmiodarone · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.0 %1.5 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.0 %1.7 %100.0 %0 / 300
CarlierAmoxicilline · IV discontinue2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.3 %5.6 %99.0 %0 / 300
XGBoost1.0 %8.6 %96.7 %0 / 300
FournierAmoxicilline · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.0 %1.5 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.0 %3.1 %100.0 %0 / 300
MellonAmoxicilline · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE5.1 %17.0 %84.3 %0 / 300
XGBoost3.9 %17.5 %83.3 %0 / 300
MellonAmoxicilline · OraleHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE7.9 %19.7 %81.3 %0 / 300
XGBoost3.4 %19.1 %80.3 %0 / 300
RambaudAmoxicilline · IV continueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.5 %10.9 %92.3 %0 / 300
XGBoost0.9 %9.0 %96.3 %0 / 300
ChengCefazoline · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE2.1 %8.9 %96.0 %0 / 300
XGBoost0.5 %10.5 %94.7 %0 / 300
LanoiseléeCefazoline · IV discontinueModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE1.6 %11.0 %96.7 %0 / 300
XGBoost1.1 %6.1 %99.0 %0 / 300
SchmitzCefazoline · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.4 %1.9 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.1 %5.0 %100.0 %0 / 300
AnCefepime · IV discontinueModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.0 %5.1 %99.0 %0 / 300
XGBoost0.1 %5.6 %98.7 %0 / 300
JonckheereCefepime · IV discontinue2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.6 %8.2 %98.7 %0 / 300
XGBoost1.2 %7.0 %97.3 %0 / 300
SeoCefepime · IV discontinueModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE1.0 %5.3 %99.7 %0 / 300
XGBoost0.4 %6.9 %99.3 %0 / 300
PressCiclosporine · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.0 %2.5 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.4 %4.2 %99.7 %0 / 300
MathiasCobicistat · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE6.3 %13.9 %88.3 %0 / 300
XGBoost-0.2 %4.0 %99.7 %0 / 300
DvorchikDaptomycine · IV discontinue2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE1.5 %9.4 %94.3 %0 / 300
XGBoost1.0 %10.2 %95.0 %0 / 300
GarreauDaptomycine · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.4 %5.5 %99.7 %0 / 300
XGBoost1.0 %7.0 %98.3 %0 / 300
HermannDiltiazem · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE2.9 %9.6 %94.0 %0 / 300
XGBoost0.3 %3.8 %99.3 %0 / 300
MatherÉrythromycine · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.2 %1.2 %100.0 %0 / 300
XGBoost-0.2 %1.8 %100.0 %0 / 300
MoesÉvérolimus · OraleHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-1.1 %6.9 %98.3 %0 / 300
XGBoost-0.8 %7.4 %98.3 %0 / 300
ter HeineÉvérolimus · OraleHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-1.7 %6.3 %98.3 %0 / 300
XGBoost-0.1 %5.6 %99.0 %0 / 300
DebruyneFluconazole · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.1 %1.2 %100.0 %0 / 300
XGBoost-0.0 %1.7 %100.0 %0 / 300
FranckGentamicine · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE6.9 %22.3 %85.0 %0 / 300
XGBoost3.0 %22.0 %80.0 %0 / 300
GomesGentamicine · IV discontinueMAP indisponible : structure d’erreur résiduelle non prise en charge. ML seul, sans comparaison.Hors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 0MAP-BEN/AN/AN/AN/A
XGBoost2.1 %12.9 %90.7 %0 / 300
HodiamontGentamicine · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.1 %2.2 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.6 %4.8 %99.3 %0 / 300
RosarioGentamicine · IV discontinueMAP indisponible : structure d’erreur résiduelle non prise en charge. ML seul, sans comparaison.Hors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 0MAP-BEN/AN/AN/AN/A
XGBoost0.7 %8.5 %96.3 %0 / 300
RosarioGentamicine · IV discontinueMAP indisponible : structure d’erreur résiduelle non prise en charge. ML seul, sans comparaison.Hors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 0MAP-BEN/AN/AN/AN/A
XGBoost0.8 %7.0 %98.0 %0 / 300
DesaiIsavuconazole · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.0 %1.2 %100.0 %0 / 300
XGBoost-0.0 %1.8 %100.0 %0 / 300
GrollIsavuconazole · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.1 %1.3 %100.0 %0 / 300
XGBoost-0.2 %1.8 %100.0 %0 / 300
CanouïLevofloxacine · Orale2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.6 %5.5 %99.0 %0 / 300
XGBoost0.2 %5.9 %99.3 %0 / 300
GergsLevofloxacine · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE4.5 %15.5 %92.0 %0 / 300
XGBoost0.5 %9.7 %94.3 %0 / 300
BuergerLinezolide · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE1.1 %4.1 %99.3 %0 / 300
XGBoost0.4 %4.8 %99.3 %0 / 300
SasakiLinezolide · IV discontinueHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.0 %0.6 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.2 %2.7 %100.0 %0 / 300
SasakiLinezolide · OraleHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.1 %1.4 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.2 %3.5 %100.0 %0 / 300
DoltonPosaconazole · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.0 %1.2 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.0 %1.6 %100.0 %0 / 300
ChangRifampicine · OraleHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE11.5 %25.5 %73.7 %0 / 300
XGBoost4.8 %20.9 %77.0 %0 / 300
JeremiahRifampicine · OraleHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.2 %2.0 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.1 %3.3 %99.7 %0 / 300
JingRifampicine · Orale2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE3.1 %13.0 %91.3 %0 / 300
XGBoost1.9 %12.2 %91.0 %0 / 300
LoosRifampicine · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE14.4 %28.7 %73.3 %0 / 300
XGBoost-0.1 %4.9 %100.0 %0 / 300
MarsotRifampicine · OraleModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE23.2 %59.8 %73.3 %0 / 300
XGBoost5.7 %34.2 %74.3 %0 / 300
KappelhoffRitonavir · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE-0.0 %0.9 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.2 %2.8 %99.7 %0 / 300
DjebliSirolimus · OraleHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.1 %7.8 %98.0 %0 / 300
XGBoost0.4 %8.6 %98.0 %0 / 300
KampTacrolimus · OraleHors analyse TDM : exploratoireModèle modifié depuis le benchmark2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.6 %8.3 %97.7 %0 / 300
XGBoost1.3 %8.3 %98.3 %0 / 300
WoillardTacrolimus · Orale6075 / 10988100 / 9000 profils conservésAppariés : 1098MAP-BE-0.0 %6.7 %99.1 %0 / 1098
XGBoost0.4 %7.3 %98.5 %0 / 1098
GotiVancomycine · IV discontinue2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.0 %4.3 %99.7 %0 / 300
XGBoost0.1 %5.0 %98.7 %0 / 300
RevillaVancomycine · IV discontinue2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.6 %4.5 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.2 %5.5 %98.7 %0 / 300
RevillaVancomycine · IV continue2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.7 %13.1 %88.0 %0 / 300
XGBoost2.1 %14.9 %83.7 %0 / 300
RobertsVancomycine · IV continue2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE1.0 %12.3 %90.7 %0 / 300
XGBoost2.6 %15.0 %87.7 %0 / 300
van den BornVoriconazole · OraleHors analyse TDM : exploratoire2025 / 3002700 / 3000 profils conservésAppariés : 300MAP-BE0.0 %1.1 %100.0 %0 / 300
XGBoost0.8 %7.8 %95.0 %0 / 300

Lire les indicateurs

e = (AUC estimée − AUC vraie) / AUC vraie

  • Biais = 100 × moyenne(e). Un biais positif signifie une surestimation.
  • RMSE relative = 100 × √moyenne(e²), et non RMSE divisée par l’AUC moyenne.
  • AUC à ±20 % = 100 × nombre d’estimations comprises entre 0,8 et 1,2 fois l’AUC vraie / effectif total du test.

Simuler avec le même modèle ne rend pas les prélèvements limités suffisants pour identifier tous les paramètres individuels. L’erreur résiduelle, les horaires et l’information a priori restent déterminants. La concordance MAP/ML constitue un contrôle de cohérence, pas une validation clinique. Les recommandations de dose restent fondées sur le MAP.

Contenu pédagogique uniquement. Pas de conseil médical. Pas d'ajustement posologique patient-spécifique.