基于全景视图的肺癌化疗药物剂量控制的模型设计与建设

温晓明 段浏华 李丽红 李子奇 刘庆相

国内研究资料表明肺癌是目前发病率与死亡率最高的癌症。对肺癌的治疗手段目前主要有手术、化疗及免疫治疗等，其中化疗成为最普遍的治疗方法。化疗有口服、静脉、肌注、腔内等给药途径，静脉给药是临床常见的给药途径，又称为化疗输液。目前临床治疗中有许多经典的化疗方案，不管哪种方案在用药用量、给药时间、输液量等都具有较强的复杂性和特殊性，特别是患者在生命体征、身高、体重、体表面积、症状、TNM分期都存在很大的个体差异[1]，这就决定了化疗药物在不同患者间也存在很大的差异。因此建立一个肺癌化疗药物剂量控制模型尤为必要。

本研究利用我院近10年的肺癌化疗患者资料，寻找出肺癌患者化疗药物剂量与性别、年龄、身高、体重、体表面积等个体差异间的相关性，配置相关的logistic模型，建立肺癌患者化疗药物剂量控制模型，为临床医生的医疗决策提供参考。

1 资料来源

本次研究数据来源我院信息系统中2010-2020年出院患者数据。转归情况从病案首页的离院方式与肿瘤临床转归评判标准相匹配。标准用药量按不同的化疗方案、不同的化疗药物组成，以顺铂40 mg为基本标准，实行归一化处理，计算出每位患者的化疗药物标准总剂量[2]。肺癌化疗共计61711例，其中男性43805例，女性17906例。按年龄分组：16岁及以下206例，17～59岁28149例，60岁及以上33356例。再按身高、体重、转归情况复合分组。

1.1 男性患者

1.1.1 年龄16岁及以下组 身高150 cm以下标准用药量为治愈21.1、好转20.7、未愈16.3、死亡0，其中体重40 kg以下好转9人；40～50 kg治愈4人，好转11人，未愈7人；50～60 kg好转3人，未愈5人；60～70 kg好转12人。身高150～160 cm标准用药量为治愈21.6、好转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好转7人；60～70 kg治愈4人。身高160～170 cm标准用药量为治愈23.6、好转21.5、未愈19.7、死亡9.2，其中40～50 kg治愈1人。好转6人，未愈4人，死亡1人；50～60 kg治愈2人，好转9人；60～70 kg治愈2人，好转4人，未愈1人。身高170～180 cm标准用药量为治愈0，好转23.1，未愈20.2，死亡0，其中50～60 kg，未愈1人；60～70 kg，好转2人。

1.1.2 年龄17～59岁组 身高150 cm以下：标准用药量为治愈21.3、好转20.5、未愈17.1、死亡0，其中体重40 kg以下未愈6人；40～50 kg治愈3人，好转24人，未愈18人；50～60 kg好转3人，未愈12人；60～70 kg治愈4人，好转9人，未愈54人；70～80 kg好转6人；80 kg以上好转9人，未愈3人。身高150～160 cm以下：标准用药量为治愈22.1，好转21.2，未愈18.4，死亡0，其中体重40 kg以下未愈6人；40～50 kg治愈9人，好转150人，未愈306人；50～60 kg治愈15人，好转339人，未愈603人；60～70 kg治愈30人，好转201人，未愈330人；70～80 kg治愈3人，好转39人，未愈33人；80 kg以上未愈3人。身高160～170 cm：标准用药量为治愈26.7、好转24.8、未愈17.3、死亡0，其中40～50 kg治愈15人，好转209人，未愈394人，死亡1人；50～60 kg治愈96人，好转1108人，未愈2469人，死亡2人；60～70 kg治愈179人，好转1432人，未愈2987人，死亡1人；70～80 kg治愈54人，好转512人，未愈871人，死亡2人；80 kg以上治愈6人，好转113人，未愈109人，死亡1人。身高170～180 cm：标准用药量为治愈27.6，好转21.8，未愈19.6，死亡8.1，其中40～50 kg好转15人，未愈29人；50～60 kg治愈26人，好转257人，未愈359人，死亡1人；60～70 kg治愈60人，好转716人，未愈1121人；70～80 kg治愈28人，好转595人，未愈770人；80 kg以上治愈15人，好转274人，未愈446人，死亡1人。身高180 cm以上标准用药量为治愈0，好转23.4，未愈20.2，死亡9.1，其中，40～50 kg好转4人，未愈26人；50～60 kg未愈43人；60～70 kg好转8人，未愈33人，死亡1人；70～80 kg好转27人，未愈83人；80 kg以上好转41人，未愈63人。

1.1.3 60岁及以上组 身高150 cm以下标准用药量为治愈23.4，好转20.5，未愈18.6，死亡0，其中体重40 kg以下好转6人，未愈21人；40～50 kg治愈7人，好转32人，未愈79人；50～60 kg治愈5人，好转56人，未愈85人；60～70 kg好转15人，未愈12人。身高150～160 cm标准用药量为治愈23.5，好转22.6，未愈19.7，死亡7.2，其中体重40 kg以下好转21人，未愈64人；40～50 kg治愈33人，好转657人，未愈986人，死亡2人；50～60 kg治愈181人，好转984人，未愈1341人；60～70 kg治愈121人，好转756人，未愈695人；70～80 kg治愈5人，好转55人，未愈78人；80kg以上未愈5人。身高160～17 0cm标准用药量为治愈28.4，好转26.5，未愈20.6，死亡9.1，其中体重40 kg以下好转7人，未愈32人；40～50 kg治愈41人，好转591人，未愈1074人，死亡3人；50～60 kg治愈149人，好转1674人，未愈3360人，死亡5人；60～70 kg治愈152人，好转1775人，未愈3055人，死亡8人；70～80 kg治愈23人，好转699人，未愈751人，死亡2人；80 kg治愈9人，好转75人，未愈94人。 身高170～180 cm标准用药量为治愈29.7，好转27.6，未愈21.3，死亡8.2，其中体重40 kg以下未愈7人；40～50 kg好转64人，未愈134人；50～60 kg治愈41人，好转716人，未愈998人，死亡5人；60～70 kg治愈76人，好转704人，未愈1097人，死亡4人；70～80 kg治愈29人，好转463人，未愈1030人，死亡9人；80 kg治愈16人，好转143人，未愈264人。身高180 cm以上标准用药量为治愈0，好转28.8，未愈20.7，死亡7.1，其中50～60 kg好转39人，未愈46人；60～70 kg好转13人，未愈28人；70～80 kg好转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 年龄16岁及以下组 身高150 cm以下：体重40 kg以下好转2人；40～50 kg治愈3人，好转6人，未愈4人；50～60 kg好转14人，未愈3人；60～70 kg好转2人。身高150～160 cm，40～50 kg治愈2人，好转5人，未愈8人；50～60 kg治愈6人，好转8人，未愈1人；60～70 kg治愈2人，好转4人，未愈2人。身高160～170 cm，40～50 kg治愈2人，好转1人，未愈6人；50～60 kg治愈5人，好转8人，未愈3人；60～70 kg治愈2人，好转1人，未愈1人。身高170～180 cm，40～50 kg治愈1人，好转1人。

1.2.2 年龄17～59岁组 身高150 cm以下标准用药量为治愈20.5，好转18.6，未愈15.3，死亡0，其中体重40 kg以下治愈14人，好转42人，未愈71人；40～50 kg治愈15人，好转152人，未愈314人；50～60 kg治愈13人，好转119人，未愈386人；60～70 kg好转27人，未愈41人；80 kg以上好转4人。身高150～160 cm标准用药量为治愈20.5，好转19.6，未愈16.4，死亡0，其中体重40 kg以下好转64人，未愈54人；40～50 kg治愈30人，好转445人，未愈1144人；50～60 kg治愈57人，好转1362人，未愈1815人；60～70 kg治愈65人，好转421人，未愈734人；70～80 kg好转127人，未愈145人；80 kg以上未愈11人。身高160～170 cm标准用药量为治愈21.4，好转20.7，未愈18.3，死亡0，其中体重40 kg以下未愈16人；40～50 kg治愈12人，好转49人，未愈212人；50～60 kg治愈36人，好转302人，未愈710人；60～70 kg治愈87人，好转307人，未愈564人，死亡2人；70～80 kg好转139人，未愈152人；80 kg以上好转11人，未愈10人。身高170～180 cm标准用药量为治愈24，好转22，未愈0，死亡0，其中60～70 kg好转9人，未愈25人；70～80 kg好转8人，未愈9人。

1.2.3 年龄60岁及以上组 身高150 cm以下标准用药量为治愈22.2，好转21.1，未愈17.5，死亡0，其中体重40 kg以下治愈35人，好转71人，未愈352人；40～50 kg治愈347人，好转196人，未愈552人；50～60 kg治愈16人，好转140人，未愈371人；60～70 kg好转32人，未愈44人；70～80 kg未愈5人；80 kg以上好转7人，未愈9人。身高150～160 cm标准用药量为治愈22.3，好转21.2，未愈18.3，死亡0，其中体重40 kg以下治愈7人，好转62人，未愈138人；40～50 kg治愈21人，好转437人，未愈1004人；50～60 kg治愈80人，好转465人，未愈1338人；60～70 kg治愈35人，好转215人，未愈438人，死亡2人；70～80 kg治愈4人，好转51人，未愈63人，死亡1人；80 kg以上未愈18人。身高160～170 cm标准用药量为治愈25.3，好转26.2，未愈20.3，死亡8.1其中，体重40 kg以下治愈7人；40～50 kg好转42人，未愈113人；50～60 kg治愈9人，好转145人，未愈303人，死亡2人；60～70 kg治愈16人，好转202人，未愈140人；70～80 kg治愈14人，好转75人，未愈80人；80 kg好转3人，未愈28人。 身高170～180 cm标准用药量为治愈0，好转26.5，未愈19.4，死亡0，其中50～60 kg未愈13人；60～70 kg好转6人，未愈18人；70～80 kg未愈12人。

2 模型设计及建设

2.1 模型结构

设体表面积为y，身高为x1，体重x2，年龄x3，性别x4。

设模型为：y=a+bx1+cx2+dx3+ex4，对模型分别对a,b,c,d,e求偏导，并令其一阶导数为0，整理得联立方程组：

2.2 筛选自变量

对模型中自变量进行筛选，只保留对模型具有统计学意义的自变量，采用逐步筛选法，选用似然比检验统计量。

将前述资料用logistic回归模型进行配合，利用SAS统计软件，采用逐步筛选法选取变量，计算结果如下表1。

表1 配合logistic回归的计算结果

从表中可以看出4个变量均可入选模型，但对模型的贡献差异较大，根据贡献大小拆分模型。按年龄拆分模型，分成0～16岁，17～59岁，60岁以上。按性别拆分模型：男性、女性。拆分模型为：

2.3 参数估计

参数a,b,c的确定，采用非条件下logistic回归模型中参数的估计方法。y为变量x1,x2,......xj影响的体表面积。其赋值为：

本系统主要由温度传感器模块模块、压力传感器模块、红外线传感器、超声波模块、液晶显示模块、人体感应模块、蜂鸣器模块以及STM32作为主控制板的系统装置,系统结构如图1所示。

2.4 模型构建

将变量按贡献大小拆分，再将相应的参数代入假设模型中得：

2.5 药量计算

根据体表面积模型，结合不同肿瘤化疗药物单位体表面积用药量，计算出每次化疗药量。

2.6 全景视图

数据中心将分布在各个应用系统的异构数据统一集中标准化后，通过建设患者诊疗信息的全景视图，将患者诊疗信息进行集中展现，方便临床医务人员进行统一浏览查看。系统按患者性别、年龄、身高、体重等因素计算体表面积的模型内置在医生工作站医嘱管理模块中[3]，系统自动计算每个患者的体表面积，计算的体表面积与合理用药系统药品使用知识库中化疗药物单位体表面积用量数据匹配，自动计算出每个患者化疗药物用量[4]，医生开具化疗药物医嘱时，系统会自动弹出用药量提示框，若无特殊使用，点击确认，则形成药品医嘱。

3 讨论

化疗药物剂量控制模型的建立可以实现对药物剂量的精准控制[5]，避免了剂量过大导致的患者对化疗不耐受性增加与剂量不足产生潜在的抗癌疗效降低风险等情况发生，为医生给药剂量提供科学支撑。

用药剂量规则的维护与功能的内嵌[6]，可以有效减轻医生工作量，避免了医生计算体表面积、用药剂量时的误差，系统运行后得出的剂量也更精准客观。

全景视图的使用能更直观的集中展示患者的基础信息与诊疗信息，配合按主索引、关键字等的筛选功能，信息查阅更加直观，也方便临床医护人员进行统一查看。

在实际临床治疗中常会遇到少部分特殊患者，如轮椅、担架、残疾等患者，无发测得其准确的身高、体重信息，该控制模型在按照性别、年龄信息取历史数据中位数作为默认值计算其体表面积、化疗药物用量。

尽管建立化疗药物控制模型能有效减少计算耗时，提高工作效率，实现肺癌患者的精准化疗，目前对治疗效果的评价还无法判断，有待于进一步观察与评估。