基于MATLAB數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)現(xiàn)放射治療患者的信息與治療次序管理

艾 念 馮和麗 孫 強(qiáng) 朱 皓 羅 文

目前，眾多醫(yī)院放射治療科室的文本信息記錄均已采用錄入電腦進(jìn)行管理，但大部分醫(yī)院只使用基本的Word和Excel軟件，然后分門別類地保存在電腦里面，而未使用更加成熟的智能軟件，操作時(shí)查找患者資料信息需要逐個(gè)翻閱，工作效率低下，且在錄入信息時(shí)極有可能出現(xiàn)各種重復(fù)或丟失的情況，在遇到應(yīng)付緊急情況時(shí)極易出錯(cuò)。為此，本研究開發(fā)一款基于矩陣實(shí)驗(yàn)室(matrix laboratory，MATLAB)數(shù)據(jù)處理、集錄入和查閱為一體的實(shí)用軟件，以優(yōu)化患者的病案信息管理，提高放射治療管理患者信息工作人員的工作效率，減少人力資源的投入[1]。

1 MATLAB數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)功能

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在MATLAB數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)中，患者管理界面運(yùn)行的程序操作的關(guān)鍵點(diǎn)為：①使用賬號(hào)密碼登陸；②對(duì)界面的外觀進(jìn)行優(yōu)化；③使不同的界面之間可以交互調(diào)用；④建立快捷方式，以對(duì)應(yīng)主界面[2]。結(jié)合醫(yī)院信息記錄的實(shí)際情況做出設(shè)計(jì)框圖及大綱，在登錄界面之后，需要輸入的信息界面包括新增患者信息界面、放射治療處方界面和治療執(zhí)行記錄界面，最后是保存界面[3]。放射治療患者信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 放射治療患者信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2 系統(tǒng)安全性

對(duì)于患者信息系統(tǒng)的安全性能，借鑒我國(guó)高校的院校信息查詢系統(tǒng)和成績(jī)管理系統(tǒng)，參考醫(yī)院的信息管理系統(tǒng)，在輸入和查詢患者信息前，均需醫(yī)護(hù)人員先使用自己的姓名或賬號(hào)及密碼進(jìn)行登錄，然后方能錄入患者信息。因此，建立帶有賬號(hào)和密碼的登錄界面是不可或缺的必要步驟，在操作人員登錄系統(tǒng)后方可正常使用后續(xù)的信息記錄功能[4]。

1.3 信息輸入界面

(1)患者基本信息。信息輸入界面主要包括患者姓名、性別、年齡、身份證號(hào)、家庭住址和聯(lián)系方式等個(gè)人基本信息，以及住院號(hào)、醫(yī)療號(hào)等信息[5]。為了規(guī)范化管理，家庭住址采取了彈出式菜單的方式來(lái)選擇省市縣，以留出可編輯文本框來(lái)補(bǔ)充患者的具體住址信息[6]。

(2)放射治療信息。針對(duì)患者的放射治療處方界面，在采用醫(yī)院現(xiàn)有的患者放射治療病歷信息資料的同時(shí)，增添臨床診斷、病理診斷，治療機(jī)型、治療目的、負(fù)責(zé)的醫(yī)師以及日期等內(nèi)容。放射治療的基本信息包括放射治療野(靶區(qū))、射線種類及能量、患者的體位，治療深度(cm)和劑量比，劑量又包括每次的照射量(cGy/次)、每周放射的次數(shù)、以及照射總量，這部分作為患者需要了解的信息應(yīng)做出記錄，便于醫(yī)護(hù)人員后期能快速查看核對(duì)[7]。

(3)患者治療計(jì)劃信息。包括物理師做的放療計(jì)劃，主要有直線加速器的信息、射線能量、放射治療技術(shù)和處方劑量，等中心點(diǎn)和每個(gè)放射野的跳數(shù)(MU)等，在此，物理師做出的具體放射治療計(jì)劃針對(duì)患者信息不做記錄。針對(duì)患者的治療執(zhí)行記錄，其中的信息是野數(shù)、放射治療部位、線束能量和放射治療的總次數(shù)，而執(zhí)行的內(nèi)容信息有日期、放射治療天數(shù)、放射治療次數(shù)以及計(jì)劃執(zhí)行的跳數(shù)(MU)、開始放射治療的時(shí)間(如開始時(shí)間為10∶20)。

1.4 信息保存功能

將患者信息輸入完畢后，需要對(duì)患者信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)保存，此處采用將其輸出為Excel文件的方式進(jìn)行保存，以便對(duì)患者信息的整合與查看。

1.5 治療次序安排

對(duì)放射治療分時(shí)段安排治療次序，緩解醫(yī)療資源有限的問(wèn)題，對(duì)于醫(yī)院和患者而言均有重要意義。本研究參考其他醫(yī)學(xué)上的預(yù)約排序方法，結(jié)合了醫(yī)院放射治療實(shí)際情況，對(duì)影響放射治療排程的因素進(jìn)行了分析，針對(duì)放射治療的不同治療方式，設(shè)計(jì)放射治療分時(shí)段治療次序界面，利用本界面基本可以完成每日放射治療的治療次序工作。

2 MATLAB數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)模塊

2.1 模塊結(jié)構(gòu)

整個(gè)信息系統(tǒng)由登錄模塊、信息輸入模塊與信息導(dǎo)出模塊3部分組成(圖2)。

圖2 信息管理界面

以下為登錄按鈕為滿足使用賬號(hào)密碼登錄功能的callback代碼[8]：

function pushbutton1_Callback(hObject，eventdata， handles)

[username，password] = logindlg()

if (strcmp(password， '1234') &&strcmp(username， 'fhl'))

close(gcf)；

untitled2；

else

msgbox('輸入錯(cuò)誤')；

End

登錄模塊的實(shí)際登陸界面見圖3。

圖3 登錄模塊登錄界面

賬號(hào)密碼是在程序中固定的，在此僅做示范使用，賬號(hào)為fhl，密碼為1234，輸入正確的賬號(hào)密碼后，點(diǎn)擊確認(rèn)就會(huì)跳轉(zhuǎn)到輸入信息的界面，如密碼錯(cuò)誤，或填寫錯(cuò)誤則不能通過(guò)，即不會(huì)跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)界面，并且界面中會(huì)彈出輸入錯(cuò)誤的信息提示框，登錄模塊的提示界面見圖4。

圖4 登錄模塊提示界面

為了對(duì)界面進(jìn)行美化處理，采用了添加背景圖片的方式，在GUIDE中右擊，選擇菜單中的creatFCN進(jìn)行編寫，下文中111.jpg為背景圖片的名稱與格式。

function figure1_CreateFcn(hObject，eventdata， handles)

ha=axes('units'，'normalized'，'position'，[0 0 1 1])；

uistack(ha，'down')

II=imread('111.jpg')；image(II)

colormap blue

set(ha，'handlevisibility'，'off'，'visible'，'o ff')；

系統(tǒng)登錄模塊的登陸界面是首個(gè)界面的介紹及操作實(shí)例。

2.2 信息界面交互

信息輸入模塊是整個(gè)放射治療患者信息管理界面的主體部分，輸入的信息界面主要包括新增患者信息界面、放射治療處方界面和治療執(zhí)行記錄界面3個(gè)部分。

(1)新增患者信息界面，此處多為基本信息，而界面標(biāo)題、姓名、性別、身份證號(hào)、年齡、聯(lián)系方式、住院號(hào)、治療號(hào)、出生年月以及家庭住址均采用靜態(tài)文本框來(lái)布局，需要填寫的部分使用了可編輯文本框來(lái)布局，在家庭住址處的省、市、縣(區(qū))和具體信息，則選擇了使用彈出式菜單加可編輯文本框配合使用的方式來(lái)布局，既可以確保患者住址的準(zhǔn)確性，同時(shí)也提高了規(guī)范性[9](見圖5)。

圖5 新增患者信息錄入界面

(2)放射治療處方界面，此處為放射治療前所需要的一些診斷信息，與進(jìn)行放射治療時(shí)計(jì)劃的一些基本信息，詳細(xì)治療計(jì)劃一般由物理師提供[10](見圖6)。

圖6 放射治療處方界面

2.3 治療次序界面框架與功能

治療次序界面包含患者治療次序安排界面和歷史界面。患者治療次序安排界面設(shè)計(jì)框圖見圖1，主體上采用3個(gè)列表框，分別表示患者預(yù)約時(shí)間，當(dāng)日患者的治療次序和當(dāng)日已經(jīng)完成治療患者，在每個(gè)列表框上采用預(yù)約時(shí)間、治療次序和已治療患者3個(gè)靜態(tài)文本框，分別備注預(yù)約時(shí)間、治療次序和已治療患者[11]。在“預(yù)約時(shí)間”列表框下添加可編輯文本框和兩個(gè)按鈕，按鈕分別用來(lái)添加新患者和刪除完成所有放射治療次數(shù)的患者。編輯文本框可以添加新患者的信息。在“治療次序”本框下添加兩個(gè)按鈕，分別備注“取消治療”和“確認(rèn)治療”。在“已治療患者”文本框下添加“保存”按鈕和“歷史”按鈕，界面的右下角添加“關(guān)閉”按鈕。患者排程界面見圖7。

圖7 患者排程界面設(shè)計(jì)框圖

歷史界面設(shè)計(jì)框中包含了一個(gè)列表框和“查詢”、“返回”兩個(gè)按鈕。歷史界面設(shè)計(jì)框見圖8。

圖8 歷史界面設(shè)計(jì)框圖

2.4 “添加患者”按鈕功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程

技師可以先將患者的姓名和ID等信息存在一個(gè)Excel文件中，這樣可以直接在Excel表格中修改患者的信息，在“添加患者”按鈕的回調(diào)函數(shù)中添加以下代碼：

[FileName PathName]=uigetfile({'*.xls'}，'添加患者')；

str=[PathName FileName]；

set(handles.edit1，'string'，str)；

[ID name]=xlsread(str)；

set(handles.listbox1，'string'，name(：，1))；

handles.ID=ID；

guidata(hObject，handles)；

通過(guò)單擊“添加患者”按鈕，可以獲取存有患者信息的Excel文件。可以根據(jù)實(shí)際情況選擇使用這種方式[12]。

2.5 患者治療次序信息保存

根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際需要，要將每日患者的治療次序信息保存在Excel文件中，便于患者有需要時(shí)調(diào)取相關(guān)信息。在已治療患者列表框下添加“保存”按鈕，開始設(shè)計(jì)時(shí)該按鈕的回調(diào)函數(shù)如下：

filename='lishipaicheng.xls'；

A={}；

A=get(handles.listbox3，'string')；

sheet=1；

xlRange='A1'；

xlswrite(filename，A，sheet，xlRange)

使用xlswrite函數(shù)將已經(jīng)完成治療的患者信息保存在指定的Excel文件中的指定位置。但是再次保存新的治療次序信息時(shí)，原有的Excel文件會(huì)直接被新的文件覆蓋，這樣就無(wú)法查看以前患者的信息，只保存前一天的患者治療次序信息，這顯然是沒有意義的[13]。修改后的回調(diào)函數(shù)如下：

filename='lishipaicheng.xls'；

A={}；

A=get(handles.listbox3，'string')；

xlswrite(sprintf('%s.xlsx'，date)，A)

使用data函數(shù)，獲取當(dāng)日的日期為Excel文件命名，可很好的保存每日患者的治療次序信息[14]。患者治療次序安排界面運(yùn)行后結(jié)果見圖9。

2.6 關(guān)閉界面

完成當(dāng)日所有治療后，可以單擊右下角“關(guān)閉”按鈕，在界面中央會(huì)彈出關(guān)閉對(duì)話框，提示“你確定關(guān)閉么？”，選擇“Yes”，可以清除治療次序和已治療患者兩個(gè)列表框中的信息，同時(shí)關(guān)閉界面。選擇“No”，仍會(huì)停留在原界面[15]。關(guān)閉界面見圖10。

圖9 患者治療次序安排界面運(yùn)行結(jié)果圖

圖10 關(guān)閉對(duì)話框

3 結(jié)論

通過(guò)篩選確定了記錄時(shí)需要的患者信息，從而進(jìn)行了數(shù)字化管理，使醫(yī)生、物理師及放療技術(shù)人員能夠更便捷地保存管理各種放射治療信息。同時(shí)，無(wú)紙化辦公模式可以使信息更加準(zhǔn)確、也更加高效，不僅可以提高放射治療的工作效率，而且也為放射治療工作的準(zhǔn)確性提供了保障。

然而，本研究存在需要增加優(yōu)化的不足之處，如在技術(shù)支持的前提下創(chuàng)立一個(gè)患者的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以在系統(tǒng)中完成對(duì)患者信息的調(diào)用修改，有了數(shù)據(jù)庫(kù)才能達(dá)成對(duì)相應(yīng)信息進(jìn)行查詢的功能，設(shè)立患者、醫(yī)生及系統(tǒng)操作員三方登錄的界面也未能成功做出，因此如果醫(yī)院在信息管理部分能夠更加完善，有獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)后續(xù)的功能將具有實(shí)際用處和意義。

患者治療次序安排界面可實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院每日放射治療患者的療程安排工作，該界面依靠患者報(bào)到的情況對(duì)每日治療患者進(jìn)行療程安排，并且實(shí)現(xiàn)了每日患者治療次序信息的保存，可以通過(guò)Excel文件調(diào)取以往患者的治療次序信息。使用這種方式進(jìn)行療程安排，較為充分的利用了加速器資源，使盡可能多的患者接受治療，同時(shí)也減少了患者的等待時(shí)間。為了使患者的療程安排更加科學(xué)，可以對(duì)影響患者放射治療時(shí)間的因素開展定量研究，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，當(dāng)新的患者預(yù)約治療時(shí)，根據(jù)患者的相關(guān)信息，模型可以在當(dāng)前空余的治療時(shí)間段中給技師提供可參考的治療時(shí)間，對(duì)于提高放射治療的工作效率、減少患者的等待時(shí)間均具有重要意義。