基于MATLAB数据处理软件实现放射治疗患者的信息与治疗次序管理
2019-08-27冯和丽
艾 念 冯和丽 孙 强 朱 皓 罗 文
目前，众多医院放射治疗科室的文本信息记录均已采用录入电脑进行管理，但大部分医院只使用基本的Word和Excel软件，然后分门别类地保存在电脑里面，而未使用更加成熟的智能软件，操作时查找患者资料信息需要逐个翻阅，工作效率低下，且在录入信息时极有可能出现各种重复或丢失的情况，在遇到应付紧急情况时极易出错。为此，本研究开发一款基于矩阵实验室(matrix laboratory，MATLAB)数据处理、集录入和查阅为一体的实用软件，以优化患者的病案信息管理，提高放射治疗管理患者信息工作人员的工作效率，减少人力资源的投入[1]。
1 MATLAB数据处理系统功能
1.1 系统结构
在MATLAB数据处理软件系统中，患者管理界面运行的程序操作的关键点为：①使用账号密码登陆；②对界面的外观进行优化；③使不同的界面之间可以交互调用；④建立快捷方式，以对应主界面[2]。结合医院信息记录的实际情况做出设计框图及大纲，在登录界面之后，需要输入的信息界面包括新增患者信息界面、放射治疗处方界面和治疗执行记录界面，最后是保存界面[3]。放射治疗患者信息管理系统结构见图1。
图1 放射治疗患者信息管理系统结构
1.2 系统安全性
对于患者信息系统的安全性能，借鉴我国高校的院校信息查询系统和成绩管理系统，参考医院的信息管理系统，在输入和查询患者信息前，均需医护人员先使用自己的姓名或账号及密码进行登录，然后方能录入患者信息。因此，建立带有账号和密码的登录界面是不可或缺的必要步骤，在操作人员登录系统后方可正常使用后续的信息记录功能[4]。
1.3 信息输入界面
(1)患者基本信息。信息输入界面主要包括患者姓名、性别、年龄、身份证号、家庭住址和联系方式等个人基本信息，以及住院号、医疗号等信息[5]。为了规范化管理，家庭住址采取了弹出式菜单的方式来选择省市县，以留出可编辑文本框来补充患者的具体住址信息[6]。
(2)放射治疗信息。针对患者的放射治疗处方界面，在采用医院现有的患者放射治疗病历信息资料的同时，增添临床诊断、病理诊断，治疗机型、治疗目的、负责的医师以及日期等内容。放射治疗的基本信息包括放射治疗野(靶区)、射线种类及能量、患者的体位，治疗深度(cm)和剂量比，剂量又包括每次的照射量(cGy/次)、每周放射的次数、以及照射总量，这部分作为患者需要了解的信息应做出记录，便于医护人员后期能快速查看核对[7]。
(3)患者治疗计划信息。包括物理师做的放疗计划，主要有直线加速器的信息、射线能量、放射治疗技术和处方剂量，等中心点和每个放射野的跳数(MU)等，在此，物理师做出的具体放射治疗计划针对患者信息不做记录。针对患者的治疗执行记录，其中的信息是野数、放射治疗部位、线束能量和放射治疗的总次数，而执行的内容信息有日期、放射治疗天数、放射治疗次数以及计划执行的跳数(MU)、开始放射治疗的时间(如开始时间为10∶20)。
1.4 信息保存功能
将患者信息输入完毕后，需要对患者信息进行统计保存，此处采用将其输出为Excel文件的方式进行保存，以便对患者信息的整合与查看。
1.5 治疗次序安排
对放射治疗分时段安排治疗次序，缓解医疗资源有限的问题，对于医院和患者而言均有重要意义。本研究参考其他医学上的预约排序方法，结合了医院放射治疗实际情况，对影响放射治疗排程的因素进行了分析，针对放射治疗的不同治疗方式，设计放射治疗分时段治疗次序界面，利用本界面基本可以完成每日放射治疗的治疗次序工作。
2 MATLAB数据处理系统模块
2.1 模块结构
整个信息系统由登录模块、信息输入模块与信息导出模块3部分组成(图2)。
图2 信息管理界面
以下为登录按钮为满足使用账号密码登录功能的callback代码[8]：
function pushbutton1_Callback(hObject，eventdata， handles)
[username，password] = logindlg()
if (strcmp(password， '1234') &&strcmp(username， 'fhl'))
close(gcf)；
untitled2；
else
msgbox('输入错误')；
End
登录模块的实际登陆界面见图3。
图3 登录模块登录界面
账号密码是在程序中固定的，在此仅做示范使用，账号为fhl，密码为1234，输入正确的账号密码后，点击确认就会跳转到输入信息的界面，如密码错误，或填写错误则不能通过，即不会跳转到下一个界面，并且界面中会弹出输入错误的信息提示框，登录模块的提示界面见图4。
图4 登录模块提示界面
为了对界面进行美化处理，采用了添加背景图片的方式，在GUIDE中右击，选择菜单中的creatFCN进行编写，下文中111.jpg为背景图片的名称与格式。
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')；
系统登录模块的登陆界面是首个界面的介绍及操作实例。
2.2 信息界面交互
信息输入模块是整个放射治疗患者信息管理界面的主体部分，输入的信息界面主要包括新增患者信息界面、放射治疗处方界面和治疗执行记录界面3个部分。
(1)新增患者信息界面，此处多为基本信息，而界面标题、姓名、性别、身份证号、年龄、联系方式、住院号、治疗号、出生年月以及家庭住址均采用静态文本框来布局，需要填写的部分使用了可编辑文本框来布局，在家庭住址处的省、市、县(区)和具体信息，则选择了使用弹出式菜单加可编辑文本框配合使用的方式来布局，既可以确保患者住址的准确性，同时也提高了规范性[9](见图5)。
图5 新增患者信息录入界面
(2)放射治疗处方界面，此处为放射治疗前所需要的一些诊断信息，与进行放射治疗时计划的一些基本信息，详细治疗计划一般由物理师提供[10](见图6)。
图6 放射治疗处方界面
2.3 治疗次序界面框架与功能
治疗次序界面包含患者治疗次序安排界面和历史界面。患者治疗次序安排界面设计框图见图1，主体上采用3个列表框，分别表示患者预约时间，当日患者的治疗次序和当日已经完成治疗患者，在每个列表框上采用预约时间、治疗次序和已治疗患者3个静态文本框，分别备注预约时间、治疗次序和已治疗患者[11]。在“预约时间”列表框下添加可编辑文本框和两个按钮，按钮分别用来添加新患者和删除完成所有放射治疗次数的患者。编辑文本框可以添加新患者的信息。在“治疗次序”本框下添加两个按钮，分别备注“取消治疗”和“确认治疗”。在“已治疗患者”文本框下添加“保存”按钮和“历史”按钮，界面的右下角添加“关闭”按钮。患者排程界面见图7。
图7 患者排程界面设计框图
历史界面设计框中包含了一个列表框和“查询”、“返回”两个按钮。历史界面设计框见图8。
图8 历史界面设计框图
2.4 “添加患者”按钮功能实现过程
技师可以先将患者的姓名和ID等信息存在一个Excel文件中，这样可以直接在Excel表格中修改患者的信息，在“添加患者”按钮的回调函数中添加以下代码：
[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)；
通过单击“添加患者”按钮，可以获取存有患者信息的Excel文件。可以根据实际情况选择使用这种方式[12]。
2.5 患者治疗次序信息保存
根据医院的实际需要，要将每日患者的治疗次序信息保存在Excel文件中，便于患者有需要时调取相关信息。在已治疗患者列表框下添加“保存”按钮，开始设计时该按钮的回调函数如下：
filename='lishipaicheng.xls'；
A={}；
A=get(handles.listbox3，'string')；
sheet=1；
xlRange='A1'；
xlswrite(filename，A，sheet，xlRange)
使用xlswrite函数将已经完成治疗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疗次序信息时，原有的Excel文件会直接被新的文件覆盖，这样就无法查看以前患者的信息，只保存前一天的患者治疗次序信息，这显然是没有意义的[13]。修改后的回调函数如下：
filename='lishipaicheng.xls'；
A={}；
A=get(handles.listbox3，'string')；
xlswrite(sprintf('%s.xlsx'，date)，A)
使用data函数，获取当日的日期为Excel文件命名，可很好的保存每日患者的治疗次序信息[14]。患者治疗次序安排界面运行后结果见图9。
2.6 关闭界面
完成当日所有治疗后，可以单击右下角“关闭”按钮，在界面中央会弹出关闭对话框，提示“你确定关闭么？”，选择“Yes”，可以清除治疗次序和已治疗患者两个列表框中的信息，同时关闭界面。选择“No”，仍会停留在原界面[15]。关闭界面见图10。
图9 患者治疗次序安排界面运行结果图
图10 关闭对话框
3 结论
通过筛选确定了记录时需要的患者信息，从而进行了数字化管理，使医生、物理师及放疗技术人员能够更便捷地保存管理各种放射治疗信息。同时，无纸化办公模式可以使信息更加准确、也更加高效，不仅可以提高放射治疗的工作效率，而且也为放射治疗工作的准确性提供了保障。
然而，本研究存在需要增加优化的不足之处，如在技术支持的前提下创立一个患者的信息数据库，就可以在系统中完成对患者信息的调用修改，有了数据库才能达成对相应信息进行查询的功能，设立患者、医生及系统操作员三方登录的界面也未能成功做出，因此如果医院在信息管理部分能够更加完善，有独立的数据库对后续的功能将具有实际用处和意义。
患者治疗次序安排界面可实现对医院每日放射治疗患者的疗程安排工作，该界面依靠患者报到的情况对每日治疗患者进行疗程安排，并且实现了每日患者治疗次序信息的保存，可以通过Excel文件调取以往患者的治疗次序信息。使用这种方式进行疗程安排，较为充分的利用了加速器资源，使尽可能多的患者接受治疗，同时也减少了患者的等待时间。为了使患者的疗程安排更加科学，可以对影响患者放射治疗时间的因素开展定量研究，建立相应的数学模型，当新的患者预约治疗时，根据患者的相关信息，模型可以在当前空余的治疗时间段中给技师提供可参考的治疗时间，对于提高放射治疗的工作效率、减少患者的等待时间均具有重要意义。
