本发明涉及医疗器械,特别涉及一种基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统。
背景技术:
1、目前,近些年来,随着载药物、基因或其他治疗物质的微泡或其他多功能声学粒子的研制,载药微泡已应用于肿瘤、心血管疾病及炎症性疾病等靶向治疗,但对于骨质疏松的精准靶向治疗还未涉及。现有技术中存在部分将超声和微泡结合的技术,例如,声化学靶向释放技术将超声作用于含有微泡的混合物中,使微泡破裂并释放药物,这种方法利用了声波的破坏性空化效应,可以在特定的组织区域实现高度聚焦的药物释放。声激活释放技术是一种利用声波能量来增强微泡膜破裂和药物释放的技术,这种方法通常与超声和微泡结合使用,可以在体内产生空化作用,引起微泡破裂,从而增加药物释放的速度和效果。超声引导的药物传递是一种利用超声波对药物进行定位和传输的技术,通过将药物封装在具有良好生物相容性的微泡中,并利用超声波将药物输送到病变部位,可以实现高度精准的药物输送;超声敏感靶向递送系统是一种通过结合超声波和微泡技术,实现药物对特定组织和细胞的定位和释放的技术。这种技术通常用于治疗炎症、肿瘤等疾病,可通过调节超声波参数来实现对特定组织的靶向递送。
2、但是,在精准骨质疏松治疗方面,目前设备不具备超声响应性释放药物功能,因此导致药物在人体局部中的释放过程不可控,进而可能导致局部药物浓度不足造成的骨质疏松治疗效果不佳和药物浓度过高造成的其他副作用。且现有技术手段没有考虑到由于患者的个体差异使得载药微泡在不同患者体内的运送速度和抗骨质疏松药效发挥程度的差异,进而仅仅基于现有技术的超声联合微泡的药物控释技术还是无法保证使抗骨质疏松药物的释放效果。
3、因此,本发明提出一种基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,用以引入患者的生理体征信息和超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放案例库,考虑到由于生理体征信息(即患者的个体差异)可能会导致的载药微泡在不同患者体内的运送速度和抗骨质疏松药效发挥程度的差异,实现抗骨质疏松药物的基于超声联合微泡的给药释放控制计划的精准决策,以及实现抗骨质疏松药物在局部的分时间段的可控释放。
2、本发明提供一种基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,包括:
3、释放要求获取模块,用于确定出当前患者的给药部位;
4、释放计划确定模块,用于基于当前患者的生理体征信息和超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放案例库以及给药部位,确定出最终给药释放计划;
5、微泡超声定位模块,用于当接收到注射完毕指令时,则对当前患者体内的载抗骨质疏松药物微泡进行超声定位,获得实时微泡输送位置;
6、药物控制释放模块,用于基于最终给药释放计划和实时微泡输送位置,对药物控释超声功率进行调节,直至完成最终给药释放计划。
7、优选的,释放计划确定模块,包括:
8、决策参考案例筛选子模块,用于在超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放案例库中,筛选出生理体征信息与当前患者的生理体征信息的相似度不小于信息相似度阈值且给药部位与当前患者的给药部位相同的抗骨质疏松药物靶向释放案例,作为当前患者的靶向释放决策参考案例,其中,抗骨质疏松药物靶向释放案例包含每次微泡释放时间段的微泡释放位置和微泡释放量以及药效评估值;
9、药物释放计划确定子模块,用于基于当前患者的所有靶向释放决策参考案例,确定出当前患者的作为最终给药释放计划。
10、优选的,决策参考案例筛选子模块,包括:
11、案例筛选单元,用于在超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放案例库中,筛选出单个生理体征信息类为唯一存在差异的特征信息类且给药部位与当前患者的给药部位相同的抗骨质疏松药物靶向释放案例组,作为单个生理体征信息类的权重决策案例组,并将对应的唯一存在差异的特征信息类当作权重决策案例组的目标特征信息类,其中,抗骨质疏松药物靶向释放案例组中的案例数量不小于预设阈值;
12、案例组筛选单元,用于在每个目标生理体征信息类的权重决策案例组中,确定出每个目标特征信息类的所有子权重决策案例组;
13、最终筛选单元,用于基于每个目标特征信息类的每个子权重决策案例组,在超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放案例库中,筛选出生理体征信息与当前患者的生理体征信息的相似度不小于信息相似度阈值的抗骨质疏松药物靶向释放案例,作为当前患者的靶向释放决策参考案例。
14、优选的,案例组筛选单元,包括:
15、矩阵构建单元,用于基于每个目标生理体征信息类的权重决策案例组中每个抗骨质疏松药物靶向释放案例中每次微泡释放时间段的微泡释放位置的三维坐标和微泡释放量,构建出每个抗骨质疏松药物靶向释放案例的微泡释放矩阵;
16、矩阵相似度计算单元,用于计算出每个目标生理体征信息类的权重决策案例组中每两个抗骨质疏松药物靶向释放案例的微泡释放矩阵之间的相似度;
17、案例组合单元,用于将每个目标生理体征信息类的权重决策案例组中,微泡释放矩阵之间的相似度不小于矩阵相似度阈值的两个抗骨质疏松药物靶向释放案例组合当作每个目标特征信息类的子权重决策案例组,并获得每个目标特征信息类的所有子权重决策案例组。
18、优选的,最终筛选单元,包括:
19、差量计算子单元,用于确定出每个子权重决策案例组中的两个抗骨质疏松药物靶向释放案例的目标特征信息类之间的差量,作为第一差量,并确定出每个子权重决策案例组中的两个抗骨质疏松药物靶向释放案例的药效评估值之间的差量,作为第二差量;
20、权重计算子单元,用于将每个子权重决策案例组的第二差量和第一差量之比,当作目标特征信息类的子影响权重,并将目标特征信息类的所有子影响权重的均值,当作目标特征信息类的影响权重;
21、信息相似度计算子单元,用于基于每个目标特征信息类的影响权重,计算出当前患者的生理体征信息与超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放案例库中每个超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放案例对应患者的生理体征信息之间的相似度;
22、案例筛选子单元,用于在超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放案例库中,筛选出生理体征信息与当前患者的生理体征信息的相似度不小于信息相似度阈值的抗骨质疏松药物靶向释放案例,作为当前患者的靶向释放决策参考案例。
23、优选的,药物释放计划确定子模块,包括:
24、释放参数确定单元,用于将当前患者的所有靶向释放决策参考案例中,排序序数相同的微泡释放时间段的微泡释放位置的均值、微泡释放量的均值,当作当前患者对应排序序数的微泡释放时间段的微泡释放位置、微泡释放量;
25、释放计划确定单元,用于将当前患者的所有微泡释放时间段的微泡释放位置、微泡释放量,当作当前患者的最终给药释放计划。
26、优选的,微泡超声定位模块,包括:
27、指令接收子模块,用于实时接收医师操作端输入的注射完毕指令;
28、超声定位子模块,用于当接收到注射完毕指令时,则对当前患者体内的载抗骨质疏松药物微泡进行超声定位,获得实时微泡输送位置。
29、优选的,药物控制释放模块,包括:
30、第一药物控制释放子模块,用于基于实时微泡输送位置和最终给药释放计划以及当前获得的载抗骨质疏松药物微泡的所有超声显影图像,预测出本次微泡释放时间段的起始控制时刻,并在本次微泡释放时间段的起始控制时刻将药物控释超声功率调节至释放标准功率;
31、第二药物控制释放子模块,用于基于当前获得的载抗骨质疏松药物微泡的所有超声显影图像以及最终给药释放计划,确定出本次微泡释放时间段的终止控制时刻,并在本次微泡释放时间段的终止控制时刻将药物控制超声功率再次调节至初始超声功率;
32、药物循环控制释放子模块,用于判断出最终给药释放计划中是否包含剩余给药释放过程,若是,则基于实时微泡输送位置和最终给药释放计划循环控制第一药物控制释放子模块和第二药物控制释放子模块完成剩余给药释放过程,并发出释放控制完毕提示信号,否则,发出释放控制完毕提示信号。
33、优选的,第一药物控制释放子模块,包括:
34、起始控制时刻确定单元,用于基于当前获得的载抗骨质疏松药物微泡的所有超声显影图像,分析出微泡移动速度,基于最终给药释放计划确定出本次微泡释放时间段的目标微泡释放位置,并基于实时微泡输送位置和目标微泡释放位置之间的距离以及微泡移动速度,确定出剩余移动时间,基于剩余移动时间与超声释放控制的预设滞后时间,确定出本次微泡释放时间段的起始控制时刻;
35、功率调节及图像获取控制单元,用于在本次微泡释放时间段的起始控制时刻将药物控释超声功率调节至释放标准功率。
36、优选的,第二药物控制释放子模块,包括:
37、释放量确定单元,用于基于最终给药释放计划确定出本次释放过程的目标释放量;
38、释放速度分析单元,用于基于当前获得的载抗骨质疏松药物微泡的所有超声显影图像,分析出载抗骨质疏松药物微泡的当前释放速度;
39、释放持续时间确定单元,用于基于本次释放过程的目标释放量和载抗骨质疏松药物微泡的当前释放速度,确定出目标释放持续时间;
40、功率调节单元,用于基于起始控制时刻和目标释放持续时间,确定出本次微泡释放时间段的终止控制时刻,并在本次微泡释放时间段的终止控制时刻将药物控制超声功率再次调节至初始超声功率。
41、本发明相对于现有技术产生的有益效果为:引入患者的生理体征信息和超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放案例库,考虑到由于生理体征信息(即患者的个体差异)可能会导致的载药微泡在不同患者体内的运送速度和抗骨质疏松药效发挥程度的差异,实现抗骨质疏松药物的基于超声联合微泡的给药释放控制计划的精准决策,以及实现抗骨质疏松药物在局部的分时间段的可控释放。
42、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在本技术文件中所特别指出的结构来实现和获得。
43、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,其特征在于,释放计划确定模块,包括:
3.根据权利要求2所述的基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,其特征在于,决策参考案例筛选子模块,包括:
4.根据权利要求3所述的基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,其特征在于,案例组筛选单元,包括:
5.根据权利要求4所述的基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,其特征在于,最终筛选单元,包括:
6.根据权利要求2所述的基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,其特征在于,药物释放计划确定子模块,包括:
7.根据权利要求1所述的基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,其特征在于,微泡超声定位模块,包括:
8.根据权利要求1所述的基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,其特征在于,药物控制释放模块,包括:
9.根据权利要求8所述的基于超声联合微泡的抗骨质疏松药物靶向释放系统,其特征在于,第二药物控制释放子模块,包括: