吳江月

摘 要 目的：在安卓手機(jī)上進(jìn)行放射誘導(dǎo)的肺損傷發(fā)生率計(jì)算，評(píng)估待選胸部放療計(jì)劃肺組織的不同劑量體積的優(yōu)劣。方法：利用NTCP-Lyman模型將DVH數(shù)據(jù)綜合為正常組織并發(fā)癥概率，基于安卓手機(jī)開(kāi)發(fā)了肺損傷發(fā)生率計(jì)算軟件。結(jié)果：可以在安卓手機(jī)上進(jìn)行RILT發(fā)生率計(jì)算。結(jié)論：在真機(jī)上調(diào)試運(yùn)行，完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，可輔助評(píng)估胸部放療計(jì)劃。

關(guān)鍵詞 安卓手機(jī) 放射 肺損傷

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一個(gè)理想的放射治療計(jì)劃，要求對(duì)腫瘤有最大的控制率和對(duì)周圍正常組織產(chǎn)生較小并發(fā)癥。接受根治性放療的肺癌中大約有13%～37%的患者會(huì)發(fā)生RILT，發(fā)生時(shí)間一般在放射治療后6周～6個(gè)月。正常組織并發(fā)癥概率（NTCP）是指正常組織接受一定體積一劑量照射后發(fā)生并發(fā)癥的概率。NTCP能夠全面體現(xiàn)整個(gè)DVH的信息，與放射性肺損傷之間的相關(guān)性，是現(xiàn)有的方法中最為密切的。根據(jù)DVH直接算出每個(gè)計(jì)劃中正常組織發(fā)生并發(fā)癥概率的大小，則不同計(jì)劃的優(yōu)劣就一目了然。

1放射誘導(dǎo)的肺損傷發(fā)生率的計(jì)算方法

式（1）中n是無(wú)單位的體積效應(yīng)因子，n越大，體積效應(yīng)越大；反之，體積效應(yīng)就越小。m是NTCP劑量效應(yīng)曲線斜率。TD50（V=1）、TD50（V）分別為整個(gè)肺體積、部分肺體積受照射時(shí)引起50%的患者發(fā)生放射性肺損傷所需的劑量。m、n值，是根據(jù)有關(guān)正常組織耐受量的臨床資料繪出劑量和并發(fā)癥發(fā)生率之間的關(guān)系曲線，用以上公式擬合得出。肺的TD50、n、m值分別為124.5Gy、0.87和0.18。上述模式均假設(shè)整個(gè)器官或組織及部分器官或組織受到均一劑量的照射。事實(shí)上肺受到的照射是非均勻的。所以，應(yīng)用 Lyman公式時(shí)必須在它們之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化。較常用的Kutcher轉(zhuǎn)化方法算法是把DVH轉(zhuǎn)化為于器官或組織的部分等效體積（Veff），該體積小于或等于整個(gè)器官體積受到最大劑量的均勻照射的器官或組織損傷。

一般而言，累積劑量體積直方圖是一個(gè)不規(guī)則形狀。計(jì)算等效體積的方法就是把不均勻的直方圖轉(zhuǎn)化成一定高度的Veff和劑量，Dmax就是直方圖中的最大劑量。假設(shè)轉(zhuǎn)化后的直方圖與原直方圖產(chǎn)生的并發(fā)癥是相同的，并同時(shí)假設(shè)每一階梯高度直方圖和的擴(kuò)展之間滿足冪律關(guān)系，則：（VVeff）i=VVi（Di/Dmax）^1/n， n是一個(gè)大小參數(shù)，此方程被用于直方圖的每一階梯，所以整個(gè)直方圖的Veff就是：Veff=VVmax+VV1（D1/Dmax）^1/n+VV2（D2/Dmax）^1/n+……。

式（1）中的積分區(qū)間為[-∞，t]，不便進(jìn)行數(shù)值積分運(yùn)算，經(jīng)過(guò)以下變換的積分區(qū)間為[0，t]：。數(shù)值積分采用矩形公式要達(dá)到同樣精度，需要更多循環(huán)次數(shù)來(lái)計(jì)算更多數(shù)據(jù)，占據(jù)了進(jìn)程影響電話接聽(tīng)等其他應(yīng)用，也使劑量體積數(shù)據(jù)輸入量增大，因此采用梯形數(shù)值積分公式計(jì)算。

2軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)

Android手機(jī)的品種規(guī)格繁多，在不同屏幕上的顯示效果不同。為此，采用盡可能簡(jiǎn)潔的視圖小工具，以便在多樣化Android手機(jī)上，都有較一致的顯示效果。因?yàn)閿?shù)據(jù)較多，采用了全屏列表框加Android菜單鍵。編輯修改所需要的輸入法，占據(jù)一半左右的屏幕，另外設(shè)置了一個(gè)編輯活動(dòng)界面；刪除操作無(wú)需輸入法，以長(zhǎng)按彈出菜單實(shí)現(xiàn)。計(jì)算前需要核對(duì)全部輸入數(shù)據(jù)，用不能修改數(shù)據(jù)的列表框加按鈕實(shí)現(xiàn)。按鈕在列表最下方，點(diǎn)擊按鈕后，壓縮列表框，按鈕跳到上方邊側(cè)，下方顯示計(jì)算結(jié)果。設(shè)置了三個(gè)活動(dòng)界面：顯示數(shù)據(jù)（三個(gè)菜單）、編輯修改數(shù)據(jù)（兩個(gè)按鈕）、計(jì)算數(shù)據(jù)（一個(gè)按鈕）。添加界面，就是插入新記錄后的編輯界面?；顒?dòng)界面和菜單都統(tǒng)一地用XML定義。其中主要程序代碼如下：

double anum=1.149；double mnum=0.18；double D50=24.5；

cursor.moveToFirst（）；

temptwo[0] = Double.valueOf（cursor.getString（2））；

tempthree[0] = Double.valueOf（cursor.getString（3））；

double temp = tempthree[0]；

cursor.moveToNext（）；

for （int i = 1； i < j； i++） {

temptwo[i] = Double.valueOf（cursor.getString（2））；

tempthree[i] = Double.valueOf（cursor.getString（3））；

tempfour[i] = Math.pow（temptwo[i]/temptwo[0]，anum）；

tempfive[i] = tempthree[i]-tempthree[i-1]；

temp = temp + tempfour[i]*tempfive[i]；

cursor.moveToNext（）；

}

double tempone = tempthree[j-1]；

double VE = temp/tempone；//

double TT = D50*Math.pow（VE，-1/a）；

double TB = （temptwo[0]-TT）/（10*mnum*TT）；

double BB = Math.exp（-100*TB*TB/2）+1；

for （int k = 1； k < 10； k++） {

BB=BB+2*Math.exp（-k*TB*k*TB/2）；

}

DecimalFormat df = new DecimalFormat（"#0.00000"）；

String NTCPS = df.format（0.5+TB*BB/（2*Math.sqrt（2*Math.PI）））；

double NTCP = Double.valueOf（NTCPS）；

3軟件應(yīng)用及效果

在Android手機(jī)上調(diào)試運(yùn)行，能夠快速計(jì)算出RILT發(fā)生率，完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，不同版本的Android系統(tǒng)具有一致的顯示效果，可輔助評(píng)估胸部放療計(jì)劃。根據(jù)DVH算出三維計(jì)劃中的NTCP，從生物效應(yīng)分布的角度進(jìn)行治療方案的評(píng)估和比較，不僅能預(yù)測(cè)正常組織的放射生物效應(yīng)，也可以比較不同治療計(jì)劃的優(yōu)劣。但由于有關(guān)軟件尚未商業(yè)化和設(shè)計(jì)復(fù)雜，并基于高性能臺(tái)機(jī)，不利于普及。由于Android平臺(tái)的便攜性、開(kāi)放性、穩(wěn)定性且不需版權(quán)費(fèi)用等特點(diǎn)，并且硬件性能的不斷提升，必將成為醫(yī)療軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)用的主流系統(tǒng)平臺(tái)之一。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚昱旻，劉衛(wèi)國(guó). Android的架構(gòu)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究[J]. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2008，11：110-112+24.