【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數據處理，尤其涉及基于mems微流控麻醉彈的藥物釋放系統。
技術介紹
1、基于mems（mems的英文全稱是micro-electro-mechanical?system，中文稱作微機電系統）的微流控麻醉彈是一種集成了微流控芯片技術的醫療設備。mems技術通過半導體技術將機械系統微型化，形成微型電子機械系統。微流控技術則是利用這一特點，在微米級尺度構造出容納流體的通道、反應室等功能部件，操控微米體積的流體在微小空間中的運動過程。基于mems的微流控麻醉彈，通過微細加工技術集成各種不同功能的單元，如微反應池、微泵、微閥等，實現了麻醉藥物的精確控制和釋放。
2、基于mems微流控麻醉彈的藥物釋放過程是可控的微型化流程，麻醉藥物被預裝入微流控芯片內的微儲液室中，通過mems技術驅動的微泵和微閥系統，根據預設的程序或外部指令，精確調控藥物的流動路徑與釋放速率，藥物在微通道中按需流動，最終通過微細噴嘴或釋放孔以微量、持續或脈沖的方式準確送達目標區域，實現了麻醉藥物的定時、定量以及定點釋放。
3、基于mems微流控麻醉彈的藥物釋放系統在實際使用的過程中，存在如下技術痛點，在復雜多變的生理環境下，麻醉彈的藥物釋放路徑會出現生物污染和堵塞，現有的麻醉彈的藥物釋放系統，無法通過有效的數據分析及時發現麻醉彈的藥物釋放路徑會出現堵塞，造成麻醉彈的藥物釋放系統安全性降低。
技術實現思路
1、針對現有技術不足，本專利技術提供基于mems微流控麻醉彈的藥物釋放系統，解決現
2、為解決上述技術問題，本專利技術的具體技術方案如下：
3、本專利技術提供基于mems微流控麻醉彈的藥物釋放系統，包括：
4、數據獲取模塊，用于獲取藥物釋放任務信息，將藥物釋放任務信息在預設的麻醉彈的藥物知識庫進行匹配，得到麻醉彈的藥物標準信息，麻醉彈的藥物標準信息包括藥物標準濃度、藥物標準流速、藥物標準釋放速率；
5、模型構建模塊，用于獲取麻醉彈的藥物釋放系統歷史數據，使用麻醉彈的藥物釋放系統歷史數據訓練隨機森林模型，得到麻醉彈的藥物釋放模擬模型；
6、數據采集模塊，用于將藥物釋放任務信息發送至麻醉彈的藥物釋放終端，采集麻醉彈的藥物釋放終端執行藥物釋放任務時的實時藥物釋放數據，實時藥物釋放數據包括藥物實時濃度、實時生物芯片微通道內的流體流速、實時生物芯片內外環境溫度差、藥物釋放實時速率、實時微通道內不同位置的壓力分布、實時藥物分子擴散系數、實時生物芯片內外環境的ph值、實時離子濃度變化值、實時藥物擴散面積、實時藥物效果值以及實驗環境中模擬生物激素實時變化值；
7、藥物釋放檢測模塊，用于將藥物釋放任務信息代入麻醉彈的藥物釋放模擬模型中，輸出麻醉彈的藥物釋放模擬結果，麻醉彈的藥物釋放模擬結果包括藥物模擬濃度、模擬生物芯片微通道內的流體流速、模擬生物芯片內外環境溫度差、藥物釋放模擬速率、模擬微通道內不同位置的壓力分布、模擬藥物分子擴散系數、模擬生物芯片內外環境的ph值、模擬離子濃度變化值、模擬藥物擴散面積、模擬藥物效果值以及實驗環境中模擬生物激素模擬變化值，將麻醉彈的藥物釋放模擬結果與實時藥物釋放數據進行對比，得到麻醉彈的藥物釋放模擬結果與實時藥物釋放數據進行對比結果，麻醉彈的藥物釋放模擬結果與實時藥物釋放數據進行對比結果包括對比結果在預設誤差范圍內以及對比結果不在預設誤差范圍內，若對比結果在預設誤差范圍內，則將實時藥物釋放數據傳輸至檢測結果驗證單元，若對比結果不在預設誤差范圍內，則生成藥物釋放路徑檢測任務，將藥物釋放路徑檢測任務發送至麻醉彈的藥物釋放終端，得到藥物釋放路徑檢測結果，將藥物釋放路徑檢測結果在預設的藥物路徑檢測結果知識庫中進行匹配，得到藥物釋放路徑檢測分析結果，藥物釋放路徑檢測分析結果包括藥物釋放路徑存在堵塞以及藥物釋放路徑不存在堵塞，當藥物釋放路徑存在堵塞則生成藥物釋放路徑堵塞預警信息；
8、檢測結果驗證單元，用于將實時藥物釋放數據與麻醉彈的藥物標準信息進行對比，若實時藥物釋放數據與麻醉彈的藥物標準信息對比結果中，實時藥物釋放數據超過麻醉彈的藥物標準信息，則生成藥物釋放超標預警信息。
9、進一步地，本專利技術所述的麻醉彈的流量調節系統，所述數據獲取模塊，還用于：
10、對藥物釋放任務信息解析，得到解析后的藥物釋放任務信息，解析后的藥物釋放任務信息包括：藥物名稱、藥物類型、期望達到的藥物標準濃度、預期藥物釋放速率、預期流體流速、生物芯片內外環境的預期溫度差、生物芯片內外環境的預期ph值、實驗環境中的模擬生物激素變化范圍、微通道內不同位置的壓力分布預期、藥物分子擴散系數的預期范圍、離子濃度的預期變化范圍、藥物擴散面積的預期以及藥物效果值的預期。
11、進一步地，本專利技術所述的麻醉彈的流量調節系統，所述模型構建模塊，還用于：
12、對麻醉彈的藥物釋放系統歷史數據進行特征提取，得到藥物釋放過程特征，藥物釋放過程特征包括藥物濃度特征、流速特征、溫度差特征、壓力分布特征、ph值特征以及離子濃度特征，將藥物釋放過程特征作為模型的輸入；
13、初始化隨機森林模型參數，隨機森林模型參數包括學習率、迭代次數以及隨機種子；
14、將藥物釋放過程特征輸入到選定的隨機森林模型中，通過梯度下降算法調整模型參數至最小化預測誤差，得到麻醉彈的藥物釋放模擬模型。
15、進一步地，本專利技術所述的麻醉彈的流量調節系統，所述數據采集模塊，還用于：
16、將藥物釋放任務信息發送至麻醉彈的藥物釋放終端，通過化學傳感器實時監測藥物在釋放過程中的濃度變化，使用流速計或流量傳感器測量微通道內流體的實時流速，利用溫度傳感器測量生物芯片內外環境的實時溫度，并計算溫度差，通過監測藥物釋放裝置的工作狀態，實時計算藥物的釋放速率，使用壓力傳感器在微通道的不同位置進行壓力測量，得到實時的壓力分布圖，通過觀測藥物分子在介質中的擴散行為，利用擴散模型實時計算擴散系數，使用ph傳感器實時監測生物芯片內外環境的酸堿度，通過離子選擇電極或離子色譜儀等實時監測溶液中離子的濃度變化，通過圖像處理技術或直接觀測，實時測量藥物在介質中的擴散面積，通過生物傳感器或生理指標監測藥物對實驗對象的實時效果。
17、進一步地，本專利技術所述的麻醉彈的流量調節系統，所述藥物釋放檢測模塊，還用于：
18、接收來自數據獲取模塊的藥物釋放任務信息，解析藥物釋放任務信息，提取藥物釋放任務參數，得到藥物類型、濃度要求、釋放速率以及環境條件；
19、加載預先訓練好的麻醉彈藥物釋放模擬模型，初始化模型參數，將解析后的藥物釋放任務信息作為輸入參數代入到模擬模型中，接收并設置模型的邊界條件和初始條件；
20、啟動麻醉彈的藥物釋放模擬模型，開始模擬藥物釋放過程；
21、麻醉彈的藥物釋放模擬模型根據輸入參數和內部算法，計算并輸出藥本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于MEMS微流控麻醉彈的藥物釋放系統，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的麻醉彈的流量調節系統，其特征在于，所述數據獲取模塊，還用于：
3.如權利要求1所述的麻醉彈的流量調節系統，其特征在于，所述模型構建模塊，還用于：
4.如權利要求1所述的麻醉彈的流量調節系統，其特征在于，所述數據采集模塊，還用于：
5.如權利要求1所述的麻醉彈的流量調節系統，其特征在于，所述藥物釋放檢測模塊，還用于：
6.如權利要求5所述的麻醉彈的流量調節系統，其特征在于，所述藥物釋放檢測模塊，還用于：
7.如權利要求6所述的麻醉彈的流量調節系統，其特征在于，所述藥物釋放檢測模塊，還用于：
【技術特征摘要】
1.基于mems微流控麻醉彈的藥物釋放系統，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的麻醉彈的流量調節系統，其特征在于，所述數據獲取模塊，還用于：
3.如權利要求1所述的麻醉彈的流量調節系統，其特征在于，所述模型構建模塊，還用于：
4.如權利要求1所述的麻醉彈的流量調節系統，其特征在于，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉勝，唐飛翔，鄭懷，郭宇錚，東芳，王詩兆，薛舜，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：
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