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PharmakokinetikModelle versuchen, die Beziehung zwischen Dosis und Plasmakonzentration im Hinblick auf die Zeit zu beschreiben. Ein pharmakokinetisches Modell ist ein mathematisches Modell, mit dem sich das Blutkonzentrationsprofil eines Arzneimittels nach einer Bolusdosis oder nach einer Infusion unterschiedlicher Dauer vorhersagen lässt. Diese Modelle werden typischerweise aus der Messung arterieller oder venöser Plasmakonzentrationen nach einem Bolus oder einer Infusion bei einer Gruppe von Freiwilligen abgeleitet, wobei standardisierte statistische Ansätze und Computersoftwaremodelle zum Einsatz kommen.

Mathematische Modelle generieren einige pharmakokinetische Parameter wie Verteilungsvolumen und Clearance. Diese können verwendet werden, um die Beladungsdosis und die Infusionsrate zu berechnen, die erforderlich sind, um eine Steady-State-Plasmakonzentration im Gleichgewicht zu halten.

Da erkannt wurde, dass die Pharmakokinetik der meisten Anästhetika am besten einem Drei-Kompartiment-Modell entspricht, wurden zahlreiche Algorithmen zur gezielten Blut- und Wirkstellenkonzentration veröffentlicht und mehrere automatisierte Systeme entwickelt.