复杂生命系统建模与分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

自从1929年美国的空军飞机练习器林克机作为第一台训练仿真系统出现以来，经过以机电解算装置为主的仿真系统，以模拟计算机为主的仿真系统，以数字计算机为主的仿真系统等几个阶段，系统仿真技术发展得很快。特别是近十多年中，随着计算机科技的飞速发展及广泛深入应用，系统仿真科技的发展也更加迅猛，取得了多方面良好的社会经济效益，特别在国防军工，航空航天，文教卫生等领域取得了一系列重要成果。今天需要特别指出的是，人类进入21世纪正面临着生命科学的严峻挑战，其中生命信息科学、生命系统建模仿真等已跃然成为人类前沿重大学科问题之一。因为，人类随时随地都面临着生老病死、全球环境污染、天然资源与能源耗竭、人口膨胀、人类基因与遗传等各种复杂难题。而促进这些问题的顺利解决，必须首先对生命科学及其衍生的生命信息科学技术进行研究，特别是对生命系统建模仿真的基础性研究及工程应用研究，而这正是各项研究工作的重要基础和工具。因此，生命系统建模仿真将对生命信息科学及整个生命科学，乃至对人类及世界的科技进步与稳定发展都将起着重大的作用。

近年来，系统建模与仿真技术的应用正在向着更为复杂的生命系统渗透。在信息科学、系统科学、生命科学、心理学和中西医学等多学科广泛交叉的基础上，形成的“虚拟人体”、“数字人体”、“人工生命”、“广义人工生命”、“人工情感”和“人工心理”等研究，都是系统建模与仿真技术大有可为的新方向。生命系统建模与仿真是系统建模与仿真技术未来存在重大应用价值和巨大创新潜力的新领域。复杂生命系统建模与仿真研究中具有鲜明特点和代表性的4个重要领域：“虚拟人体”、“数字人体”、“人工生命”和“广义人工生命”。

“虚拟人”又称“数字化虚拟人”或“可视人”，其研究对象是停止生命的自然人体。将精度很高的人体断层切削标本，用信息技术进行数字化后，集成虚拟的数字化人体信息资源，经过三维重建构成存在于计算机中的解剖虚拟人。利用计算机模拟构造出的虚拟人，能以三维形式提供人体数千个解剖结构的大小、形状、位置及器官间的相互空间关系，从而可以开展无法在自然人身上进行的一系列诊断与治疗研究。美国可视人体计化、虚拟人体计划、数字化人体项目和韩国的“可视韩国人”计划。中国的“数字化虚拟人体若干关键技术”研究这些计划可以概括为“数字化虚拟人”计划，其目标是实现人体从分子到细胞、组织、器官系统和整体的精确模拟，被认为是有史以来最雄心勃勃的研究计划，是2l世纪科技发展的新的制高点。中国数字人研究的学科带头人钟世镇院士认为，当前我国在这个领域的研究工作势头虽然很好，但毕竟只走出了万里长征的第一步，只能说已经解决了虚拟人的若干关键性技术问题，在人体建模基础数据积累上，提供了部分数据资料，但是这些数据的典型性、代表性、合理性和适用性，都有待于在实际应用时进行校正和检验。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

因为论文的题目宽而泛，所以我们就虚拟人实体模型中的生理模型的一个方面进行研究，最后我们要研究的基本内容是静脉注射后，药物在血液中浓度的变化。

（1）通过查阅文献和搜集相关资料，分析药物在人体中的代谢情况，根据不同的给药方式总结常用模型或方法，并完成有关毕业设计相关的外文文献翻译。

3. 研究计划与安排

第1周 毕业设计开始；

第2周查阅设计题目的相关资料；

第3周 撰写开题报告；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]m吉伯尔迪，d佩里尔著药物动力学朱家璧译.北京：科学出版社，1987.

[2]桑国卫药代动力学基本原理与计算方法.见：李家泰主编.临床药理学.北京，人民卫生出版社，1991.133～139.

[3]刘来福，曾文艺．数学模型与数学建模[m]．北京，北京师范大学出版社．2002.