药学计算网站建设中Ja调用MATLAB的应用

摘 要：本课题使用MATLAB编写计算药代动力学隔式模型及参数的函数,并使用MATLAB提供的MATLABBuilderJA接口,将MATLAB函数转化为Ja类,通过J2EE开发技术架构网站并实现药学数据分析功能.

关 键 词：药学计算；Ja；MATLAB

目前国内外的药学计算软件已经基本能满足药学相关人员对药学数据分析的基本要求,但是不足之处在于使用者必须安装其软件,有的软件甚至需要学习者学习比较复杂的编程语言才可使用.如MATLAB绘图功能比较强大,使用该软件可以基本满足使用者对药学数据的处理要求,但是同样需要学习MATLAB的编程语言,以及必须安装该软件.基于SaaS（软件即怎么写作）的云计算思想,作为将来的重要发展领域的药学计算网络或许可以使使用者免去安装软件的麻烦.本研究在药学计算网站建设中尝试让使用者只要连接网络,就可以借助于MATLAB的强大功能,实现部分药学计算,而不必学习MATLAB的相关编程语言,也不需要安装MATLAB软件,并能随时随地的进行药学数据分析和处理[1].

1网页部分的设计

使用HTML超文本标记语言制作web网页,并加入CSS层叠样式表.应用J2EE开发技术架构网站,将网页逻辑、网页设计和显示分离.应用MVC设计模式提高应用的可扩展性及可维护性.

ApacheTomcat怎么写作器是一个免费的Web应用怎么写作器,运行时占用的系统资源非常小,并且扩展性好,支持负载平衡与邮件怎么写作等开发网页常用的功能,是开发和调试JSP程序的首选.所以在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,因此本课题选择ApacheTomcat7.0作为本网站的怎么写作器.

网站建立了简单的数据录入界面,尽可能使操作变的简洁以方便非计算机专业人员使用.输出数据时,尽可能完整的将需要的参数及图形输出.应用MYSQL6.0数据库作为后台数据库存储用户信息、用户输入的数据等.使用MATLAB中的接口MATLABBuilderJA将一些能实现相关药学分析的函数转化为Ja类,以便在网页中调用,实现药学数据分析功能,输出常用的隔式模型的各种参数,并实现将MATLAB生成的图形嵌入到HTML中.

2隔式模型方程及参数

2.1静脉注射一室模型的药动学方程及参数如下：

3MATLAB编程及Ja调用

3.1根据隔式模型编写MATLAB程序MATLAB以矩阵为基础,具有丰富的函数库和很多线性和非线性拟合方法,如定义非线性方程函数inline和拟合曲线方程函数nlinfit、lsqnonlin、lsqcurvefit、curvefit、多项式拟合函数polyfit等,可用于药物代谢动力学线性和非线性曲线的拟合.如用极值函数fmin和fmins求血药浓度的波谷浓度或峰浓度,函数quad、quads计算药时曲线下面积AUC等.MATLAB提供了很多图形控制函数,如对数坐标命令semilogy、线性坐标命令plot等.

该程序与在MATLAB软件里直接运行的程序有所不同,为了使结果能在Ja中处理并返回给客户端,为MATLABWeb应用而编写的MATLAB函数的所有的输出结果要通过函数的返回值返回.为了使网页的图形更生动,网页中还引入了WebFigure库.在Web中使用WebFigure可以在网页中模拟MATLAB坏境的图形的旋转缩放等.在使用WebFigure时,需要把WebFigure对象作为MATLAB函数的返回值返回[2].根据模型编写的部分MATLAB程序见图1.

图1模型编写的部分MATLAB程序

3.2构建Ja组件在MATLAB命令窗口执行"deploytool"命令来新建一个Deployment工程,其中项目类型选择MATLABBuilderforJa,设置工程名、类名和包名,添加M文件,编译并构建ja组件.相应的Ja类及Ja与MATLAB联用所需的类等也在此过程中建立起来.

3.3在JSP页面中实现Ja调用MATLABBuilderforJa对MATLABCompiler的功能进行了扩展,允许用户在MATLAB环境内开发算法,然后自动将这些算法以组件的形式发布到Ja应用程序中.开发者可以使用MATLAB内的图形和数据分析函数快速的开发、测试程序.它可以将MATLAB的函数直接转化成Ja类,而其转化的这个Ja类,可以像其他的标准的Ja类一样被调用、集成到Ja应用程序中和网页中使用.如果用户在MATLAB中修改了算法,可以重新生成组件,用户可以在任何时间修改这些在MATLAB中开发的组件.

在发布这些组件之前,必须首先在怎么写作器上安装MCR（MATLABCompilerRuntime）.MCR是一组独立的共享库,可用于在未安装MATLAB的计算机上执行编译后的MATLAB应用程序或组件.MATLAB、MATLABCompiler与MCR配合使用,可以快速、安全地创建和分发应用程序或软件组件.安装完MCR后,用户就可以在这台怎么写作器上使用由MATLABBuilderforJa生成的Ja组件的web应用程序.MCR包含在MATLABCompiler中,提供对MATLAB语言所有特性的完整支持.

JSP页面的头部需要引用webfigures.tld文件,引用WebFigure库jabuilder工具包及刚才编译好的MATLAB类库.引用代码如下：

<%@taglibprefix="wf"uri="/WEB-INF/webfigures.tld"%>

<%@pageimport="draw.*"%>

<%@pageimport=".mathworks.toolbox.jabuilder.webfigures.WebFigure"%>

<%@pageimport=".mathworks.toolbox.jabuilder.*"%>

4讨论

本课题利用网络计算的优势,使药学计算变的方便简洁,并能得到直接使用MATLAB时得到的图形及数据结果（图2所示）,允许多人同时计算,而且并不需要安装MATLAB软件就能实现与使用MATLAB返回同样的结果.但是,由于不能预知用户想要实现的全部功能,只能完成一些常用计算的网络实现,因此编写的程序比较固定,并不能完全像使用MATLAB一样输入指令而得到结果,网站的建设还有待进一步研究.

图2得到的图形与数据