目前药物的耐药性和药物不良反应问题被视为与气候变化、水资源短缺和环境破坏同等重要的全球性挑战,对人类健康造成了严重的威胁。耐药性是由于长期使用抗菌药物,应用剂量不足时,病原体通过产生使药物失活的酶,改变膜通透性阻滞药物进入,改变靶结构或改变原有代谢过程而产生的,从而使得原有的治疗药物变得无效。药效评估是医生为了观察目前治疗方案用药效果采取的一种观察手段,通过对用药效果的观察从而制定新的治疗方案如更换药物或增加、减少用药剂量,从而有效提高对疾病的治愈率。
本文的主要内容是实时药效检测系统的设计,系统首先寻找和判断生物活性点(BAP),由于生物活性点具有较小的电阻值,故可通过测量电阻值寻找到生物活性点,测量活性点与周围皮肤的温度差来判断药物的有效性和持续性,最后根据实验结果调整治疗方案的药品类型和用药剂量。
系统硬件部分主要包括:生物活性点搜索模块、温度测量模块、热谱图寄存模块。BAP点具有丰富的毛细血管、末梢淋巴管、神经末梢等生物特性,从而使得BAP与周围皮肤具有较小的电阻值。生物活性点搜索模块的处理器芯片选用ATmega32,利用探针寻找穴位点,由于穴位点与周围电阻较小,当搜索到生物活性点时,模块中发光二极管和蜂鸣器均被触发而开始工作;寻找到穴位点后,采用高精度ADT7420温度传感器对该点进行温度测量,其测量周期为2分钟。当测量完成后利用DS1307和FT232R芯片实现数据的计算、存储、传送等功能最后将得到的温度差数值送到LCD显示。
软件设计部分主要包括上位机、下位机部分。上位机软件主要发出寻找生物活性点、测量温度、获取数据等命令;而下位机根据相应的指令完成相应的寻找并确定穴位点、测量温度、获取数据并保存至存储器,最后产生对应的温度差动态变化图等具体功能。
为了验证本文设计的可行性,选取了人体中两个重要的穴位点即:C.7和GI.4进行测试。正常组与患有精神疾病组进行检测分析得出穴位点温度差与药物效用的关系,即通过定义八个温度变化指标来对分析药效的作用。实验数据表明,当两次实验的温度差变化超过20%时,药物疗效较差,需要重新制定治疗方案;反之,则无需更换药物及剂量。本系统实现了对医学药效的有效评估,实现了药效的实时监测。
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