Danitz, Béla

Kautny, Károly

Danitz Béla

Kautny Károly

University of Szeged

- 339 -MIKROPROCESSZOROS MÉRŐRENDSZEREK A GYÓGYSZERKUTATÁSBAN Danitz Béla, Kautny Károly Gyógyszerkutató Intézet KV Áz Intézetben az elmúlt években a korábban elkezdett farmakoló-giai műszerfejlesztés! programunkban jelentós változást hozott a mik-roprocesszorok alkalmazása. Az előző időszakban az egyes jelentkező igényeket elsődlegesen hagyományos elemekkel, integrált áramkörökkel oldottuk meg. Ennek az időszaknak főbb jellemzője tehát a huzalozott logika alkalmazása volt. Azonban ezeknek a rendszereknek hátránya a merevség volt, ugyanis még közel azonos elvárások esetén is szinte teljesen uj rendszert kellett konstruálni. Vagyis a műszerfejlesztése-ink célorientáltak és nem eszközorientáltak voltak. Az analóg részekről nem lehet ilyen egyértelműen szólni, mert ezen a területen lényeges változás az alkalmazott áramkörök konstruk-ciós elvek területén nem várható. A biológiai jelek feldolgozási szint re erősítése, szűrése, az alakhüség megtartása mind olyan tényezők, melyek továbbra is az érzékelő rendszerek analóg voltát igénylik. A feldolgozási szintre erősített analóg jelek további manipulálása, adathalmaz tárolása, visszakérdezhetősége viszont már az a terület, ahol át lehet és át kell térni a digitális rendszerekre és messzeme-nően kihasználni azokat a lehetőségeket és előnyöket, amit ez a techni ka nyújt. Mikroprocesszoros fejlesztésünket egy SDK 80 tipusu Intel gyárt-mányú fejlesztő rendszerrel kezdtük. Az első időszakban nekünk is vé-gig kellett mindazokat a buktatókat járni - több-kevesebb sikerrel -, mint amit az országban már annyian végigjártak. Kezdeti lépés volt az SDK 80 és egy képernyő. A rendelkezésre álló konfiguráció csupán azt tette lehetővé, hogy elő-ször látszólag öncélú programfejlesztéseket végezzünk. A programozás gépi nyelven történt. A rendszer megismerése után memóriabővitést vég-rehajtva, valamint az időközben beérkezett ASR 390 teletype segítségé-vel, programok kiíratása és lyukszalagos archiválás is lehetővé vált. Igy kialakult egy, a tényleges program fejlesztéséhez alkalmas rend-szer. Anélkül, hogy a műszaki megvalósításba részletesen belemennék - hiszen az általában ismert - az alkalmazási specialitásokról kívá-nok beszélni. A gyógyszeriparban a mikroprocesszoros technikának két alapvető felhasználási területe lehetséges. 1./ Mérési adátgyüjtés, ill. inteligens terminál funkciók a nagyszá-mitógépes adatfeldolgozás támogatására. 2./ Speciális mérő, szabályozó műszerek szakterületükön felmerült speciális igények kielégítésére. A mérési adatgyűjtési feladat első ránézésre nem különbözik az általános célú adatgyűjtési feladatoktól, de szeretném felhívni a fi-gyelmet a gyógyszeripar specialitásaira. A farmakológiai és toxikológiai méréseknél, eltekintve a szakte-rület speciális műszereitől, a humán gyógyászat műszereit használjuk. A korszerűbb műszerek már rendelkeznek on-line adatfeldolgozásra al-kalmas területtel, azonban ez a formátum ritkán felel meg céljainknak. - 340 -Alapvető különbségek a következők. Az individum megkülönböztetése, kivéve az önkontrollos mérése-ket, felesleges. A gyógyszeriparban mindig csoportokkal dolgozunk, lehetőleg nagy egyedszámu csoportokkal, éppen az individuális különb-ségek elnyomása érdekében, önkontrollos mérések esetében az adatokból a végén csoportátlagot képezünk. Ez a humán gyógyászatban legfeljebb statisztikai utófeldolgozás esetében fordul elő. A másik jelentős eltérés, hogy méréseik minden esetben egy ki-váltott hatás vizsgálatát jelentik, azaz egy gyógyszer különböző dó-zisai által kiváltott fő és mellékhatások vizsgálatára korlátozódnak, szemben a humán gyógyászat "megfigyelő" méréseivel, amelyek egy be-tegség felderítését, ill. a gyógyulási folyamat ellenőrzését szolgál-ják. Nekünk ezeket a spontán hatásokat pl. betegség, ki kell szürnünk. A harmadik jelentős eltérés, hogy különböző fajok párhuzamos vizsgálatával foglalkozunk. Ez azzal a nehézséggel jár, hogy fajonként kell értékelni, ill. eltárolni a fiziológiásán normális paramétereket, t Ezen sajátosságok figyelembevételével célszerű olyan adatgyűjtő rendszert kialakítani, ahol ezen adatok elláthatók a megfelelő kiegé-szítő paraméterekkel, ill. bizonyos adatkompresszió is végrehajtható. Ezen a ponton kell lehetőséget biztosítani a mérést végző felelős sze-mélynek az adatok felülvizsgálatára. Ezen felülvizsgálat az orvostechnikában, ill. biológiai méréstechni-kában' elengedhetetlen. Lehetőséget kell adni a mérést végző felelős személynek bizonyos adatok ismételt lemérésére, ill. törlésére. Hibás mérések esetén a hibás adatok nem kerülhetnek tovább feldolgozásra. Az előbb emiitettekbői kitűnik, hogy sokrétű feladat hárul a mikroprocesszoros adatgyűjtőkre még azon felül is, hogy gondoskodni-uk kell a megfelelő adatátvitelről és adatvédelemről. További problé-mát jelent, hogy egy terminálra több műszert, ill. laboratóriumot kell kapcsolni. A gyakorlatban előforduló adatforrások általában olyan adatsebes-séggel adnak, hogy egyetlen terminállal meg lehet valósitani 5-6 mű-szer on line kapcsolatát, de a méréseknél figyelembe kell venni, hogy egyetlen adatforrást sem lehet feltartani, ezért nagyobb sebességű adatforrások esetén multiprocesszoros rendszerek szükségesek. Ezen problémák megoldására fejlesztettünk ki egy modulárisan bővithető adatgyűjtő rendszert. A mikrogép I 8085 CPU-ra épült, max. 32 K memóriát tartalmazhat, amely 8 K-ként választhatóan RAM, ill. Eprom. Maximálisan 10 db V24 inter-face felülete lehet. Jelenlegi felhasználásban egyetlen ilyen műszert illeszt az IBM Series I. tip. számitógépünkhöz,de a következő évben további két műszert kívánunk a rendszerre kötni. A másik lehetséges felhasználási terület a közvetlen mérésvezér-lés. Ezen mikroprocesszoros rendszerek felépítése megegyezik az álta-lános célú vezérlők felépítésével. A pszichofarmakológiában használatos vezérlők valamilyen visel-kedésformát vizsgálnak, pl.; spontán motoros aktivitás, különböző in-gerekre tanúsított magatartás: menekülés, pedálnyomás. A mérések el-véből következően a sebességek alacsonyak, reakcióidőn belüli kiszol-gálás elegendő, viszont a nagyobb állatszám következtében sok azonos mérést kell párhuzamosan végezni. - 341 -Ezen igények kielégítésére létrehoztuk multitaskos programfel-ügyelőnket. Ez egy olyan programrendszer, amelynek segítségével 16 program futtatható időosztásos rendszerben. Nagy szabadságot ad a programozónak, hogy minden hardwaren futtatható, nem igényel speciá-lis áramköröket. A taskok közötti váltás generálható: vezérlés visszaadással /un. jóindulatu programozással; ilyenkor a vá-rakozó hurkokból adjuk vissza a vezérlést RST utasítással/; IT hatására, ilyenkor prioritás felállítása lehetséges; központi óra hatására. Nagy előnye a rendszernek, hogy a fenti módok vegyesen is alkal-mazhatók. Normál esetben a programok sorrendben futnak, de lehetőség van sorrend ugrások létrehozására, ±11. random futtatásra. További szolgáltatása a rendszernek, hogy minden programhoz para-métertábla is rendelhető. Ennek akkor van jelentősége, ha teljesen azonos programokat kell párhuzamosan futtatni, de különböző periféri-ákon, regisztereken. Ilyenkor csak egyszer kell a programot letárolni, ami jelentős tárkapacitás megtakarítást jelent, de programfejleszté-seknél is előnyös. Ilyen alapokon készült el Intézetünkben a Skinner-box vezérlő egysége. Itt 8 boxban 8 állaton kell pszichofarmakológiai teszteket végezni. Pl. pedálnyomás hatására jutalmazás, büntetés.stb. A.tesztek végrehajtása közben lehetőség van a program paramétereinek megváltoz-tatására, közbenső kiértékelésekre, listázásra. Jelenleg 4 különböző teszt futhat, de igények szerint ez tetsző-legesen bővithető. Itt használtuk fel először a multitaskos rendszerünket. Jellemző a program tömörségére, hogy a felhasználói program mindössze 5 K memóriát foglal el és RAM igénye 1,5 K alatt van. Lényegében hasonló műszer a patkány forgásérzékelő, mely substan-cia nigra irtott állatok spontán forgását érzékeli, számolja. Itt 6 állat párhuzamos méréséről van szó. A forgásértékek 15 karakteres Seiko nyomtatón jelennek meg. A forgásszám időbeli lefutása nyomon kö-vethető a közbenső listázásokkal, ill. a mérés végén elkészített hisz-togrammal. Ebben a műszerben vegyesen került felhasználásra a "jóindu-latu programozás" a boxinputok kezelésénél és az IT-s taskváltás a nyomtató kiszolgálásánál. Az elkövetkező időben tervezzük ujabb farmakológiai műszerek el-készítését ugy, hogy korlátozott kapacitásunk elsődlegesen csak soft-ware területen legyen lekötve és a felhasznált modulokat kereskedelmi forgalomban szérezzük be. 

Mikroprocesszoros mérőrendszerek a gyógyszerkutatásban

http://acta.bibl.u-szeged.hu/46078/1/szamtech_orvost_koll_011_339-341.pdf

Mikroprocesszoros mérőrendszerek a gyógyszerkutatásban

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

University of Szeged