如何施救药物中毒模型计算过程

数学建模

南华大学

数学建模协会会长： 高立刚

学号：20144390123

如何施救药物中毒

摘要

本文就生活中如何施救药物中毒的问题给予方案予以研究。同时本文就采用活性炭吸附法和血液透析法治疗药物中毒的血液中药量的变化进行研究。通过对问题的分析和合理的假设，建立了基于房室模型的微分方程的数学模型,根据题目实际情况，得到相关数据，并MATLAB 软件进行相关的方程求解及画图可以得到较为准确的结果。

其中，采用活性炭吸附法，施救后药量最大值出现在服药约5小时后，而远低于致命水平，所以采用活性炭吸附可以对病人进行很好的医治。而采用体外透析法，血液系统的药量下降迅速，医治效果明显；但是体外透析有一定危险性，是否采用这种方法，医生应综合考虑并征求家属及病人意见。通过对具体问题的求解，可以利用这个模型确定对于孩子及成人服用氨茶碱能引起严重中毒和致命的最小剂量，以此给医生治疗提供依据，提高治疗效率。

关键词：微分方程模型 房室模型 活性炭吸附 半衰期

一．问题重述

一天夜晚，你作为见习医生正在医院内科急诊室值班，两位家长带着一个孩子急匆匆进来，诉说两小时前孩子一口气误吞下11片治疗哮喘病的、剂量为每片100mg的氨茶

数学建模

南华大学

数学建模协会会长： 高立刚

学号：20144390123

如何施救药物中毒

摘要

本文就生活中如何施救药物中毒的问题给予方案予以研究。同时本文就采用活性炭吸附法和血液透析法治疗药物中毒的血液中药量的变化进行研究。通过对问题的分析和合理的假设，建立了基于房室模型的微分方程的数学模型,根据题目实际情况，得到相关数据，并MATLAB 软件进行相关的方程求解及画图可以得到较为准确的结果。

其中，采用活性炭吸附法，施救后药量最大值出现在服药约5小时后，而远低于致命水平，所以采用活性炭吸附可以对病人进行很好的医治。而采用体外透析法，血液系统的药量下降迅速，医治效果明显；但是体外透析有一定危险性，是否采用这种方法，医生应综合考虑并征求家属及病人意见。通过对具体问题的求解，可以利用这个模型确定对于孩子及成人服用氨茶碱能引起严重中毒和致命的最小剂量，以此给医生治疗提供依据，提高治疗效率。

关键词：微分方程模型 房室模型 活性炭吸附 半衰期

一．问题重述

一天夜晚，你作为见习医生正在医院内科急诊室值班，两位家长带着一个孩子急匆匆进来，诉说两小时前孩子一口气误吞下11片治疗哮喘病的、剂量为每片100mg的氨茶

科学技术学院

上课程名称 上机项目 专业班级

机

报

告

数学建模 施救药物中毒模型 姓 名 学 号

一、 问题提出(1) (2) (3) (4) 作图，即求出口服活性炭药物后模型(8)后，参考教材，画出图形 2; 根据模型(8)计算出施救后血液达到最大值的时间。 (即算结果 t3 =5.26); 要 使孩子在施救后 z (t ) 立即下降，算出排除率多大？(即算结果 =0.4886) 如果使用体外血液透析的方法，药物排除率可增加到 =0.1155*6=0.693,用这个 重新求解模型(7) 并作图。

五、 模型求解

1.作图，即求出口服活性炭药物后模型(8)后，参考教材，画出图形 2; z= ((473*exp(231/500))/2 - 1650*exp(231/1250))/exp((231*t)/1000) + (1650*exp((231*t)/2500))/exp((231*t)/1000) 解得:

z(t ) 1650* e 0.1386t 1609.5* e 2.310t , t 2程序为： >> z=dsolve('Dz=0.1386*1100*exp(-0.1386*t)-0.231*z','z(2)=236.5'

科学技术学院

上课程名称 上机项目 专业班级

机

报

告

数学建模 施救药物中毒模型 姓 名 学 号

一、 问题提出(1) (2) (3) (4) 作图，即求出口服活性炭药物后模型(8)后，参考教材，画出图形 2; 根据模型(8)计算出施救后血液达到最大值的时间。 (即算结果 t3 =5.26); 要 使孩子在施救后 z (t ) 立即下降，算出排除率多大？(即算结果 =0.4886) 如果使用体外血液透析的方法，药物排除率可增加到 =0.1155*6=0.693,用这个 重新求解模型(7) 并作图。

五、 模型求解

1.作图，即求出口服活性炭药物后模型(8)后，参考教材，画出图形 2; z= ((473*exp(231/500))/2 - 1650*exp(231/1250))/exp((231*t)/1000) + (1650*exp((231*t)/2500))/exp((231*t)/1000) 解得:

z(t ) 1650* e 0.1386t 1609.5* e 2.310t , t 2程序为： >> z=dsolve('Dz=0.1386*1100*exp(-0.1386*t)-0.231*z','z(2)=236.5'

精神科药物中毒抢救

曲靖市第三人民医院 吴 长 江

大部分医生是治病救人在急诊科则是救人治病

1/14/2014

一、精神药物急性中毒的诊断 不少急性中毒的病人往往处于昏迷状 态，或不愿讲明服药品种和剂量，这 就给诊断带来了困难。 但我们仍应坚持从病史、临床表现和 实验室检查等方面进行综合分析，就 可以得到正确的诊断。1/14/2014

(一)病史询问 应掌握中毒药物的类别、剂量、进入途径、 中毒时间、中毒后出现的症状、治疗经过、 既往健康情况以及伴发躯体疾病等。 如果患者处于意识模糊或昏迷状态，陪送 人员也了解不清。那么，第一个发现病人 的人了解现场情。 同时应询问患者最近的服药情况或查阅近 期病历资料。

1/14/2014

(二)体格检查 轻症患者做系统检查，重症患者先做重点 检查，要点如下： 1、意识障碍的分级，瞳孔大小，对光反射。 2、体温、血压、脉搏、呼吸。 3、肺部有无啰音及了解心脏情况。

1/14/2014

4、呕吐物，呼气有无特殊气味，唾液分 泌情况。 5、皮肤及口唇颜色，皮肤温度、湿度及 弹性、 6、有无肌肉颤动、痉挛、肌张力障碍、 腱反射、病理反射。全面体格检查和 神经系统检查有助于鉴别诊断及发现 伴发疾病。

1/14/201

多元线性回归模型的计算过程及案例分析

计算过程

（1） 根据

n

组观察样本的原始数据，(yt,x1tx2t, ,xkt)

(t 1,2, ,n)写出如下矩阵：

Y

y1 1 y21 ,X

yn 1

x11x21 x1n

x21x22 x2n

xk1

xk2

xkn

（2） 计算X X、(X X) 1、X Y。

:B (X X) 1X Y。 （3） 计算参数向量B的最小二乘法估计B

:Y XB 。 （4） 计算应变量观测值向量Y的拟合值向量Y

（5） 计算残差平方和 et及残差的标准差 :

2

（6） 计算多重决定系数R2和修正的多重系数R2，作拟合检验。

2

R 1

e

2t

2

(yt )

; R

2

e/(n k 1);

1

(y )/(n 1)

2

t

2t

(j 0,1,2

) ,,k)（7）计算参数估计b的标准差：s(bjj

1

(X X)中第j行第j列位置上的元素。

;其中cjj是矩阵

（8）计算检验统计量t和F的值，作回归参数及回归方程的显著性检验。 在原假设H0:bj 0(j 0,1,2, ,k)下的t统计量为

/

t bj

在原假设H0:b0 b1 bk 0下的F统计量为

F

n k 1

k

(y )

e

t

2t

2

。

5.2.6.5 桩基设计计算

根据钻孔资料，自排涵基土（岩）按其时代、成因及岩性不同，自上而下分耕土（Q4pd，层号①），粉质粘土（Q4al，层号②），粉质粘土（Q4el，层号③），强风化泥质粉砂岩（J，层号④1），弱风化泥质粉砂岩（J，层号④2），强风化粉砂岩（J，层号⑤1），弱风化粉砂岩（J，层号⑤2）。

⑴、自排涵0+000至0+065地基主要位于J强风化泥质粉砂岩④1

层，该层地基容许承载力[σ]=300kpa﹥233.3kpa，基地应力满足设计要求。

⑵、自排涵0+065至0+210地基主要位于Q4el 粉质粘土③层，该层地基容许承载力[σ]=180kpa＜233.3kpa，基地应力不满足设计要求。参照地勘报告的地基处理意见，该段自排涵基础采用松木桩（头径150mm，尾径120mm）基础。

⑶、自排涵0+210至0+260地基主要位于J强风化泥质粉砂岩④1，该层地基容许承载力[σ]=120-150kpa＜233.3kpa，基地应力不满足设计要求。参照地勘报告的地基处理意见，该段自排涵基础采用松木桩（头径150mm，尾径120mm）基础。

（1）桩身及其布置设计计算

根据《建筑地基处理规范》（JGJ79－2002），单桩竖向承载力特征值

本次设计选择的路段上有四个交叉口，其中两个T字交叉口、两个十字交叉口。四个交叉口均属于定时信号配时。国际上对定时信号配时的方法较多，目前在我国常用的有美国的HCM法、英国的TRRL法（也称Webster法）、澳大利亚的ARRB法（也称阿克赛利克方法）、中国《城市道路设计规范》推荐方法、停车线法、冲突点法共六种方法。本次设计运用的是比较经典的英国的TRRL法，即将F·韦伯斯特—B·柯布理论在信号配时方面的使用。对单个交叉口的交通控制也称为“点控制”。本节中使用TRRL法对各个交叉口的信号灯配时进行优化即是点控制中的主要内容。在对一个交叉口的信号灯配时进行优化时，主要的是根据调查所得的交通流量先确定该点的相位数和周期时长，然后确定各个相位的绿灯时间即绿信比。

柯布(B．M．Cobbe)和韦伯斯特(F．V．Webester)在1950年提出TRRL法。该配时方法的核心思想是以车辆通过交叉口的延误时间最短作为优化目标，根据现实条件下的各种限制条件进行修正，从而确定最佳的信号配时方案。 其公式计算过程如下： 1.最短信号周期Cm

交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比中最大的进行计算，采用最短信号周期Cm时，要求在一个周期内到达交叉口的车辆恰好全部放完

本次设计选择的路段上有四个交叉口，其中两个T字交叉口、两个十字交叉口。四个交叉口均属于定时信号配时。国际上对定时信号配时的方法较多，目前在我国常用的有美国的HCM法、英国的TRRL法（也称Webster法）、澳大利亚的ARRB法（也称阿克赛利克方法）、中国《城市道路设计规范》推荐方法、停车线法、冲突点法共六种方法。本次设计运用的是比较经典的英国的TRRL法，即将F·韦伯斯特—B·柯布理论在信号配时方面的使用。对单个交叉口的交通控制也称为“点控制”。本节中使用TRRL法对各个交叉口的信号灯配时进行优化即是点控制中的主要内容。在对一个交叉口的信号灯配时进行优化时，主要的是根据调查所得的交通流量先确定该点的相位数和周期时长，然后确定各个相位的绿灯时间即绿信比。

柯布(B．M．Cobbe)和韦伯斯特(F．V．Webester)在1950年提出TRRL法。该配时方法的核心思想是以车辆通过交叉口的延误时间最短作为优化目标，根据现实条件下的各种限制条件进行修正，从而确定最佳的信号配时方案。 其公式计算过程如下： 1.最短信号周期Cm

交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比中最大的进行计算，采用最短信号周期Cm时，要求在一个周期内到达交叉口的车辆恰好全部放完

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. 1.选定类型，精度等级，材料及齿数

（1）直齿圆柱硬齿面齿轮传动

（2）精度等级初定为8级

（3）选择材料及确定需用应力

小齿轮选用45号钢，调质处理，（217-255）HBS 大齿轮选用45号钢，正火处理，（162-217）HBS

（4）选小齿轮齿数为Z1=24，Z2=3.2x24=76.8.取

Z2=77

2. 按齿面接触强度设计计算

（1）初选载荷系数K t

电动机；载荷状态选择：中等冲击；载荷系数K t 的推荐范围为（1.2-2.5），初选载荷系数K t ：1.3，

（2）小齿轮转矩 )(29540/97039550000/9550111mm N n P T ?=?==(3)选取齿宽系数1=d φ.

⑷取弹性影响系数218.189MPa Z E =

⑸按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5801lim =σ。大齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5202lim =σ

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. ⑹计算应力循环次数

N 1=60n 1jl h =60X970X1X(16X300X15)=4.470X109 N 99

210397.12

.310470.4?=?= ⑺取接触疲劳寿命系数K .89.0,88.021==HN HN K ⑻计算接触疲劳许用应