本發(fā)明屬于藥物濃度檢測，涉及到一種臨床藥學的血藥濃度檢測方法。

背景技術：

0、技術背景

1、藥物濃度檢測技術領域專注于通過測定血液中特定藥物的濃度來評估和管理藥物療法的有效性和安全性。藥物濃度檢測幫助醫(yī)療專業(yè)人員確定藥物的最佳劑量，以確保藥效最大化同時減少副作用風險。該技術的重要性在于能夠提供關于患者藥物代謝速率的重要信息，從而支持個體化藥物治療方案的制定。

2、臨床藥學的血藥濃度檢測方法是一種用于測定血液樣本中藥物濃度的方法，其主要目的是確保藥物治療的效果和安全性。通過監(jiān)測血藥濃度，醫(yī)生能夠判斷藥物是否達到了其治療窗口，即藥物濃度介于最小有效濃度和最大耐受濃度之間的范圍，此方法也用于診斷藥物過量、評估患者對藥物的吸收和代謝情況，以及調整劑量以適應個體差異。

3、當前對藥物濃度檢測還存在部分需要進行優(yōu)化的地方，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

4、相較于創(chuàng)新方案，傳統(tǒng)血藥濃度檢測方法在數(shù)據(jù)處理和分析方面存在一定局限性。傳統(tǒng)方法依賴在面對復雜的生物化學數(shù)據(jù)時，可能無法有效區(qū)分數(shù)據(jù)中的重要特征，導致藥物濃度的計算缺乏必要的準確性。這種分析的不足可能使得治療窗口的判斷受到影響，增加了治療過程中藥效不足或副作用過強的風險。由于缺乏有效的數(shù)據(jù)平滑處理，傳統(tǒng)方法在應對由生物樣本的自然變異性所引起的數(shù)據(jù)波動時，常常表現(xiàn)出不足，可能導致治療決策基于不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，影響患者的安全性和治療效果。這些不足說明了傳統(tǒng)方法在處理高變異性和復雜性的臨床數(shù)據(jù)方面的局限，特別是在需要高度準確測量的個體化治療場景中。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于以上現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種臨床藥學的血藥濃度檢測方法，用于解決據(jù)上述技術問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的及其他目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、本發(fā)明一方面提供了一種臨床藥學的血藥濃度檢測方法，該方法包括：

4、步驟1：基于微流控芯片，對血液樣本中的藥物分子進行捕獲，使傳感器偵測藥物分子并與其表面發(fā)生的結合，收集高靈敏血藥反應數(shù)據(jù)；

5、步驟2：采用實時光譜分析技術，并通過微流控芯片的參數(shù)調整改進化學試劑的反應速度和靈敏度，同時使用微型化光譜儀在芯片上進行光譜掃描，記錄光譜變化，生成化學反應數(shù)據(jù)；

6、步驟3：采用主成分分析法和回歸模型，對化學反應數(shù)據(jù)進行分析，提取光譜數(shù)據(jù)中的關鍵特征，計算藥物濃度，得到初步血藥濃度讀數(shù)；

7、步驟4：基于初步血藥濃度讀數(shù)，調整校準曲線，匹配實時測量數(shù)據(jù)，建立實時調整濃度分析結果；

8、步驟5：基于實時調整濃度分析結果，采用移動平均算法對數(shù)據(jù)進行平滑處理，生成優(yōu)化濃度數(shù)據(jù)；

9、步驟6：對所述優(yōu)化濃度數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)驗證，并進行一致性檢驗，得到驗證優(yōu)化濃度數(shù)據(jù)；

10、步驟7：基于驗證優(yōu)化濃度數(shù)據(jù)，使用報告生成工具，記錄所有藥物濃度數(shù)據(jù)和分析過程并進行整合，得到綜合血藥濃度檢測報告。

11、作為本發(fā)明的進一步方案，步驟1中，基于微流控芯片，調節(jié)芯片內血液通道的寬度與流速，優(yōu)化藥物分子與傳感器表面的接觸頻率和接觸質量，同時調整芯片環(huán)境設置，包括內部通道的溫度和ph值，并跟蹤藥物分子捕獲的效率變化，同時啟動芯片上的微型光譜儀，調整光譜儀的波長和掃描速度，記錄光譜變化并整理數(shù)據(jù)輸出格式，生成高靈敏血藥反應數(shù)據(jù)，所述高靈敏血藥反應數(shù)據(jù)包括藥物吸收速率、藥物代謝速率和藥物排泄速率。

12、作為本發(fā)明的進一步方案，步驟2中，通過微流控芯片調整內部通道的流速和壓力參數(shù)控制化學試劑與傳感器的接觸效率，并監(jiān)控實時反應的動態(tài)變化，同時根據(jù)動態(tài)變化調整微型光譜儀的光源強度和探測靈敏度，并記錄各波長下的反應信號，輸出整合后的化學反應過程記錄，得到化學反應數(shù)據(jù)，所述化學反應數(shù)據(jù)包括光譜吸收率數(shù)據(jù)、光譜峰值數(shù)據(jù)以及光譜變化速率數(shù)據(jù)。

13、作為本發(fā)明的進一步方案，步驟3中，將所述化學反應數(shù)據(jù)傳輸進行分析和數(shù)據(jù)標準化處理，采用線性變換消除數(shù)據(jù)間的尺度差異，并進行數(shù)據(jù)質量檢查，排除異常值，根據(jù)數(shù)據(jù)中變量的貢獻度分離成分并進行驗證分析，同時采用主成分分析法和回歸模型，結合已知的藥物濃度數(shù)據(jù)進行參數(shù)調整，通過交叉驗證法對模型進行測試，得到初步血藥濃度讀數(shù)。

14、作為本發(fā)明的進一步方案，所述主成分分析法，按照公式：

15、

16、其中：pca(x)為初步血藥濃度數(shù)據(jù)，x為原始數(shù)據(jù)矩陣，α是調整系數(shù)，是數(shù)據(jù)矩陣x的期望值向量，s是數(shù)據(jù)的標準差矩陣，w是特征向量矩陣。

17、作為本發(fā)明的進一步方案，所述回歸模型，按照公式：

18、y＝β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6+∈

19、其中：y為初步血藥濃度讀數(shù)，β0是截距，β1至β6與變量x1至x6相關聯(lián)，表示對藥物濃度的貢獻，x1和x2是從主成分分析中得到的影響藥物濃度的主要成分，x3是給藥到采樣的時間長度，x4是給藥量的對數(shù)，x5是溫度變量，x6是ph值，∈表示模型中的誤差項。

20、作為本發(fā)明的進一步方案，步驟4中，分析初步血藥濃度讀數(shù)，識別并排除異常值與噪聲，整理成統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)集，同時評估數(shù)據(jù)與測量標準之間的差異，根據(jù)評估結果調整數(shù)據(jù)集，獲得實時調整濃度分析結果。

21、作為本發(fā)明的進一步方案，步驟5中，基于實時調整濃度分析結果，對數(shù)據(jù)集進行重新組織，通過連續(xù)數(shù)據(jù)塊的時間標簽排序，構建時間序列數(shù)據(jù)集，并基于此數(shù)據(jù)集，計算連續(xù)數(shù)據(jù)塊中的平均值，使用移動平均算法生成平滑數(shù)據(jù)序列，并對平滑數(shù)據(jù)序列中的數(shù)據(jù)點進行整合，對數(shù)據(jù)進行整體平滑處理，獲得優(yōu)化濃度數(shù)據(jù)。

22、作為本發(fā)明的進一步方案，所述移動平均算法，按照公式：

23、

24、其中：mat代表在特定時刻t基于前n個數(shù)據(jù)點計算得到的血藥濃度平均值，n為在移動平均計算中考慮的連續(xù)數(shù)據(jù)點的數(shù)量，xt-i為在t-i時間點的血藥濃度，t為當前的時間點，i為循環(huán)中的索引，wi為數(shù)據(jù)點xt-i的權重系數(shù)。

25、作為本發(fā)明的進一步方案，步驟6中，基于優(yōu)化濃度數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)分批處理，將數(shù)據(jù)按照時間順序分成每批包含相同數(shù)量的記錄，對每一批數(shù)據(jù)進行獨立的時間序列標注，跟蹤并對比各批次數(shù)據(jù)的變化，同時進行偏差分析，對每批數(shù)據(jù)的平均值進行計算，比較各批平均值與全體數(shù)據(jù)平均值之間的差異，通過計算每批數(shù)據(jù)的標準差來評估數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，匯總各批次的偏差分析數(shù)據(jù)，并通過綜合評估數(shù)據(jù)的誤差確認數(shù)據(jù)集的整體一致性，得到驗證優(yōu)化濃度數(shù)據(jù)。

26、作為本發(fā)明的進一步方案，步驟7中，對驗證優(yōu)化濃度數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)匯總并統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，同時捕獲每個血液樣本的關鍵信息包括采樣時間、濃度值和變動趨勢并進行記錄，根據(jù)預設格式整理所有分析數(shù)據(jù)及過程，輸出綜合血藥濃度檢測報告。

27、如上所述，本發(fā)明提供的一種臨床藥學的血藥濃度檢測方法，至少具有以下有益效果：

28、本發(fā)明中，采用主成分分析法識別并利用數(shù)據(jù)中的主要變量，有效降低了光譜數(shù)據(jù)的復雜性，同時保留了對藥物濃度計算最關鍵的信息，優(yōu)化了數(shù)據(jù)處理流程，提高了分析的速度和效率，使得藥物濃度的預測更加準確，為臨床提供了更可靠的數(shù)據(jù)支持，移動平均算法在對數(shù)據(jù)進行平滑處理，減少了由樣本取樣錯誤或外部變量引起的隨機波動，提升了數(shù)據(jù)的整體質量和可信度，有助于明顯減少誤差，從而支持醫(yī)生進行更準確的藥物劑量調整和療效評估，極大地提升了數(shù)據(jù)的處理能力和分析結果的穩(wěn)定性，為個體化藥物治療方案提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎。