基于全景視圖的肺癌化療藥物劑量控制的模型設(shè)計與建設(shè)

溫曉明 段瀏華 李麗紅 李子奇 劉慶相

國內(nèi)研究資料表明肺癌是目前發(fā)病率與死亡率最高的癌癥。對肺癌的治療手段目前主要有手術(shù)、化療及免疫治療等，其中化療成為最普遍的治療方法?；熡锌诜?、靜脈、肌注、腔內(nèi)等給藥途徑，靜脈給藥是臨床常見的給藥途徑，又稱為化療輸液。目前臨床治療中有許多經(jīng)典的化療方案，不管哪種方案在用藥用量、給藥時間、輸液量等都具有較強的復(fù)雜性和特殊性，特別是患者在生命體征、身高、體重、體表面積、癥狀、TNM分期都存在很大的個體差異[1]，這就決定了化療藥物在不同患者間也存在很大的差異。因此建立一個肺癌化療藥物劑量控制模型尤為必要。

本研究利用我院近10年的肺癌化療患者資料，尋找出肺癌患者化療藥物劑量與性別、年齡、身高、體重、體表面積等個體差異間的相關(guān)性，配置相關(guān)的logistic模型，建立肺癌患者化療藥物劑量控制模型，為臨床醫(yī)生的醫(yī)療決策提供參考。

1 資料來源

本次研究數(shù)據(jù)來源我院信息系統(tǒng)中2010-2020年出院患者數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)歸情況從病案首頁的離院方式與腫瘤臨床轉(zhuǎn)歸評判標(biāo)準(zhǔn)相匹配。標(biāo)準(zhǔn)用藥量按不同的化療方案、不同的化療藥物組成，以順鉑40 mg為基本標(biāo)準(zhǔn)，實行歸一化處理，計算出每位患者的化療藥物標(biāo)準(zhǔn)總劑量[2]。肺癌化療共計61711例，其中男性43805例，女性17906例。按年齡分組：16歲及以下206例，17～59歲28149例，60歲及以上33356例。再按身高、體重、轉(zhuǎn)歸情況復(fù)合分組。

1.1 男性患者

1.1.1 年齡16歲及以下組 身高150 cm以下標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈21.1、好轉(zhuǎn)20.7、未愈16.3、死亡0，其中體重40 kg以下好轉(zhuǎn)9人；40～50 kg治愈4人，好轉(zhuǎn)11人，未愈7人；50～60 kg好轉(zhuǎn)3人，未愈5人；60～70 kg好轉(zhuǎn)12人。身高150～160 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈21.6、好轉(zhuǎn)20.5、未愈16.7、死亡0，其中40～50 kg治愈5人，未愈3人；50～60 kg好轉(zhuǎn)7人；60～70 kg治愈4人。身高160～170 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈23.6、好轉(zhuǎn)21.5、未愈19.7、死亡9.2，其中40～50 kg治愈1人。好轉(zhuǎn)6人，未愈4人，死亡1人；50～60 kg治愈2人，好轉(zhuǎn)9人；60～70 kg治愈2人，好轉(zhuǎn)4人，未愈1人。身高170～180 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈0，好轉(zhuǎn)23.1，未愈20.2，死亡0，其中50～60 kg，未愈1人；60～70 kg，好轉(zhuǎn)2人。

1.1.2 年齡17～59歲組 身高150 cm以下：標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈21.3、好轉(zhuǎn)20.5、未愈17.1、死亡0，其中體重40 kg以下未愈6人；40～50 kg治愈3人，好轉(zhuǎn)24人，未愈18人；50～60 kg好轉(zhuǎn)3人，未愈12人；60～70 kg治愈4人，好轉(zhuǎn)9人，未愈54人；70～80 kg好轉(zhuǎn)6人；80 kg以上好轉(zhuǎn)9人，未愈3人。身高150～160 cm以下：標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈22.1，好轉(zhuǎn)21.2，未愈18.4，死亡0，其中體重40 kg以下未愈6人；40～50 kg治愈9人，好轉(zhuǎn)150人，未愈306人；50～60 kg治愈15人，好轉(zhuǎn)339人，未愈603人；60～70 kg治愈30人，好轉(zhuǎn)201人，未愈330人；70～80 kg治愈3人，好轉(zhuǎn)39人，未愈33人；80 kg以上未愈3人。身高160～170 cm：標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈26.7、好轉(zhuǎn)24.8、未愈17.3、死亡0，其中40～50 kg治愈15人，好轉(zhuǎn)209人，未愈394人，死亡1人；50～60 kg治愈96人，好轉(zhuǎn)1108人，未愈2469人，死亡2人；60～70 kg治愈179人，好轉(zhuǎn)1432人，未愈2987人，死亡1人；70～80 kg治愈54人，好轉(zhuǎn)512人，未愈871人，死亡2人；80 kg以上治愈6人，好轉(zhuǎn)113人，未愈109人，死亡1人。身高170～180 cm：標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈27.6，好轉(zhuǎn)21.8，未愈19.6，死亡8.1，其中40～50 kg好轉(zhuǎn)15人，未愈29人；50～60 kg治愈26人，好轉(zhuǎn)257人，未愈359人，死亡1人；60～70 kg治愈60人，好轉(zhuǎn)716人，未愈1121人；70～80 kg治愈28人，好轉(zhuǎn)595人，未愈770人；80 kg以上治愈15人，好轉(zhuǎn)274人，未愈446人，死亡1人。身高180 cm以上標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈0，好轉(zhuǎn)23.4，未愈20.2，死亡9.1，其中，40～50 kg好轉(zhuǎn)4人，未愈26人；50～60 kg未愈43人；60～70 kg好轉(zhuǎn)8人，未愈33人，死亡1人；70～80 kg好轉(zhuǎn)27人，未愈83人；80 kg以上好轉(zhuǎn)41人，未愈63人。

1.1.3 60歲及以上組 身高150 cm以下標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈23.4，好轉(zhuǎn)20.5，未愈18.6，死亡0，其中體重40 kg以下好轉(zhuǎn)6人，未愈21人；40～50 kg治愈7人，好轉(zhuǎn)32人，未愈79人；50～60 kg治愈5人，好轉(zhuǎn)56人，未愈85人；60～70 kg好轉(zhuǎn)15人，未愈12人。身高150～160 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈23.5，好轉(zhuǎn)22.6，未愈19.7，死亡7.2，其中體重40 kg以下好轉(zhuǎn)21人，未愈64人；40～50 kg治愈33人，好轉(zhuǎn)657人，未愈986人，死亡2人；50～60 kg治愈181人，好轉(zhuǎn)984人，未愈1341人；60～70 kg治愈121人，好轉(zhuǎn)756人，未愈695人；70～80 kg治愈5人，好轉(zhuǎn)55人，未愈78人；80kg以上未愈5人。身高160～17 0cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈28.4，好轉(zhuǎn)26.5，未愈20.6，死亡9.1，其中體重40 kg以下好轉(zhuǎn)7人，未愈32人；40～50 kg治愈41人，好轉(zhuǎn)591人，未愈1074人，死亡3人；50～60 kg治愈149人，好轉(zhuǎn)1674人，未愈3360人，死亡5人；60～70 kg治愈152人，好轉(zhuǎn)1775人，未愈3055人，死亡8人；70～80 kg治愈23人，好轉(zhuǎn)699人，未愈751人，死亡2人；80 kg治愈9人，好轉(zhuǎn)75人，未愈94人。 身高170～180 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈29.7，好轉(zhuǎn)27.6，未愈21.3，死亡8.2，其中體重40 kg以下未愈7人；40～50 kg好轉(zhuǎn)64人，未愈134人；50～60 kg治愈41人，好轉(zhuǎn)716人，未愈998人，死亡5人；60～70 kg治愈76人，好轉(zhuǎn)704人，未愈1097人，死亡4人；70～80 kg治愈29人，好轉(zhuǎn)463人，未愈1030人，死亡9人；80 kg治愈16人，好轉(zhuǎn)143人，未愈264人。身高180 cm以上標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈0，好轉(zhuǎn)28.8，未愈20.7，死亡7.1，其中50～60 kg好轉(zhuǎn)39人，未愈46人；60～70 kg好轉(zhuǎn)13人，未愈28人；70～80 kg好轉(zhuǎn)15人，未愈48人，死亡2人；80 kg未愈13人。

1.2 女性患者

1.2.1 年齡16歲及以下組 身高150 cm以下：體重40 kg以下好轉(zhuǎn)2人；40～50 kg治愈3人，好轉(zhuǎn)6人，未愈4人；50～60 kg好轉(zhuǎn)14人，未愈3人；60～70 kg好轉(zhuǎn)2人。身高150～160 cm，40～50 kg治愈2人，好轉(zhuǎn)5人，未愈8人；50～60 kg治愈6人，好轉(zhuǎn)8人，未愈1人；60～70 kg治愈2人，好轉(zhuǎn)4人，未愈2人。身高160～170 cm，40～50 kg治愈2人，好轉(zhuǎn)1人，未愈6人；50～60 kg治愈5人，好轉(zhuǎn)8人，未愈3人；60～70 kg治愈2人，好轉(zhuǎn)1人，未愈1人。身高170～180 cm，40～50 kg治愈1人，好轉(zhuǎn)1人。

1.2.2 年齡17～59歲組 身高150 cm以下標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈20.5，好轉(zhuǎn)18.6，未愈15.3，死亡0，其中體重40 kg以下治愈14人，好轉(zhuǎn)42人，未愈71人；40～50 kg治愈15人，好轉(zhuǎn)152人，未愈314人；50～60 kg治愈13人，好轉(zhuǎn)119人，未愈386人；60～70 kg好轉(zhuǎn)27人，未愈41人；80 kg以上好轉(zhuǎn)4人。身高150～160 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈20.5，好轉(zhuǎn)19.6，未愈16.4，死亡0，其中體重40 kg以下好轉(zhuǎn)64人，未愈54人；40～50 kg治愈30人，好轉(zhuǎn)445人，未愈1144人；50～60 kg治愈57人，好轉(zhuǎn)1362人，未愈1815人；60～70 kg治愈65人，好轉(zhuǎn)421人，未愈734人；70～80 kg好轉(zhuǎn)127人，未愈145人；80 kg以上未愈11人。身高160～170 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈21.4，好轉(zhuǎn)20.7，未愈18.3，死亡0，其中體重40 kg以下未愈16人；40～50 kg治愈12人，好轉(zhuǎn)49人，未愈212人；50～60 kg治愈36人，好轉(zhuǎn)302人，未愈710人；60～70 kg治愈87人，好轉(zhuǎn)307人，未愈564人，死亡2人；70～80 kg好轉(zhuǎn)139人，未愈152人；80 kg以上好轉(zhuǎn)11人，未愈10人。身高170～180 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈24，好轉(zhuǎn)22，未愈0，死亡0，其中60～70 kg好轉(zhuǎn)9人，未愈25人；70～80 kg好轉(zhuǎn)8人，未愈9人。

1.2.3 年齡60歲及以上組 身高150 cm以下標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈22.2，好轉(zhuǎn)21.1，未愈17.5，死亡0，其中體重40 kg以下治愈35人，好轉(zhuǎn)71人，未愈352人；40～50 kg治愈347人，好轉(zhuǎn)196人，未愈552人；50～60 kg治愈16人，好轉(zhuǎn)140人，未愈371人；60～70 kg好轉(zhuǎn)32人，未愈44人；70～80 kg未愈5人；80 kg以上好轉(zhuǎn)7人，未愈9人。身高150～160 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈22.3，好轉(zhuǎn)21.2，未愈18.3，死亡0，其中體重40 kg以下治愈7人，好轉(zhuǎn)62人，未愈138人；40～50 kg治愈21人，好轉(zhuǎn)437人，未愈1004人；50～60 kg治愈80人，好轉(zhuǎn)465人，未愈1338人；60～70 kg治愈35人，好轉(zhuǎn)215人，未愈438人，死亡2人；70～80 kg治愈4人，好轉(zhuǎn)51人，未愈63人，死亡1人；80 kg以上未愈18人。身高160～170 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈25.3，好轉(zhuǎn)26.2，未愈20.3，死亡8.1其中，體重40 kg以下治愈7人；40～50 kg好轉(zhuǎn)42人，未愈113人；50～60 kg治愈9人，好轉(zhuǎn)145人，未愈303人，死亡2人；60～70 kg治愈16人，好轉(zhuǎn)202人，未愈140人；70～80 kg治愈14人，好轉(zhuǎn)75人，未愈80人；80 kg好轉(zhuǎn)3人，未愈28人。 身高170～180 cm標(biāo)準(zhǔn)用藥量為治愈0，好轉(zhuǎn)26.5，未愈19.4，死亡0，其中50～60 kg未愈13人；60～70 kg好轉(zhuǎn)6人，未愈18人；70～80 kg未愈12人。

2 模型設(shè)計及建設(shè)

2.1 模型結(jié)構(gòu)

設(shè)體表面積為y，身高為x1，體重x2，年齡x3，性別x4。

設(shè)模型為：y=a+bx1+cx2+dx3+ex4，對模型分別對a,b,c,d,e求偏導(dǎo)，并令其一階導(dǎo)數(shù)為0，整理得聯(lián)立方程組：

2.2 篩選自變量

對模型中自變量進行篩選，只保留對模型具有統(tǒng)計學(xué)意義的自變量，采用逐步篩選法，選用似然比檢驗統(tǒng)計量。

將前述資料用logistic回歸模型進行配合，利用SAS統(tǒng)計軟件，采用逐步篩選法選取變量，計算結(jié)果如下表1。

表1 配合logistic回歸的計算結(jié)果

從表中可以看出4個變量均可入選模型，但對模型的貢獻差異較大，根據(jù)貢獻大小拆分模型。按年齡拆分模型，分成0～16歲，17～59歲，60歲以上。按性別拆分模型：男性、女性。拆分模型為：

2.3 參數(shù)估計

參數(shù)a,b,c的確定，采用非條件下logistic回歸模型中參數(shù)的估計方法。y為變量x1,x2,......xj影響的體表面積。其賦值為：

本系統(tǒng)主要由溫度傳感器模塊模塊、壓力傳感器模塊、紅外線傳感器、超聲波模塊、液晶顯示模塊、人體感應(yīng)模塊、蜂鳴器模塊以及STM32作為主控制板的系統(tǒng)裝置,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.4 模型構(gòu)建

將變量按貢獻大小拆分，再將相應(yīng)的參數(shù)代入假設(shè)模型中得：

2.5 藥量計算

根據(jù)體表面積模型，結(jié)合不同腫瘤化療藥物單位體表面積用藥量，計算出每次化療藥量。

2.6 全景視圖

數(shù)據(jù)中心將分布在各個應(yīng)用系統(tǒng)的異構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中標(biāo)準(zhǔn)化后，通過建設(shè)患者診療信息的全景視圖，將患者診療信息進行集中展現(xiàn)，方便臨床醫(yī)務(wù)人員進行統(tǒng)一瀏覽查看。系統(tǒng)按患者性別、年齡、身高、體重等因素計算體表面積的模型內(nèi)置在醫(yī)生工作站醫(yī)囑管理模塊中[3]，系統(tǒng)自動計算每個患者的體表面積，計算的體表面積與合理用藥系統(tǒng)藥品使用知識庫中化療藥物單位體表面積用量數(shù)據(jù)匹配，自動計算出每個患者化療藥物用量[4]，醫(yī)生開具化療藥物醫(yī)囑時，系統(tǒng)會自動彈出用藥量提示框，若無特殊使用，點擊確認(rèn)，則形成藥品醫(yī)囑。

3 討論

化療藥物劑量控制模型的建立可以實現(xiàn)對藥物劑量的精準(zhǔn)控制[5]，避免了劑量過大導(dǎo)致的患者對化療不耐受性增加與劑量不足產(chǎn)生潛在的抗癌療效降低風(fēng)險等情況發(fā)生，為醫(yī)生給藥劑量提供科學(xué)支撐。

用藥劑量規(guī)則的維護與功能的內(nèi)嵌[6]，可以有效減輕醫(yī)生工作量，避免了醫(yī)生計算體表面積、用藥劑量時的誤差，系統(tǒng)運行后得出的劑量也更精準(zhǔn)客觀。

全景視圖的使用能更直觀的集中展示患者的基礎(chǔ)信息與診療信息，配合按主索引、關(guān)鍵字等的篩選功能，信息查閱更加直觀，也方便臨床醫(yī)護人員進行統(tǒng)一查看。

在實際臨床治療中常會遇到少部分特殊患者，如輪椅、擔(dān)架、殘疾等患者，無發(fā)測得其準(zhǔn)確的身高、體重信息，該控制模型在按照性別、年齡信息取歷史數(shù)據(jù)中位數(shù)作為默認(rèn)值計算其體表面積、化療藥物用量。

盡管建立化療藥物控制模型能有效減少計算耗時，提高工作效率，實現(xiàn)肺癌患者的精準(zhǔn)化療，目前對治療效果的評價還無法判斷，有待于進一步觀察與評估。