基于JSP语言实现半数致死量的网络计算
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摘要：基于jsp语言，编写半数致死量（LD50）的Bliss法计算程序，实现LD50网络化计算的可视化操作；利用Eclipse作为JSP的开发平台，tomcat作为应用服务器，mysql做后台数据库，根据mvc设计模式，Bliss算法，编写LD50的计算程序；结果：使用该程序对文献数据进行了计算，结果正确，并可以自动描绘回归曲线及校正曲线图；采用该程序进行以Bliss法计算LD50的是可行的，且操作简便，效率高，程序算法可靠有效。
关键词：急毒性试验；LD50；JSP；网络计算；药理学计算；Bliss 算法
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)10-2284-03
半数致死量（LD50）是指在一定实验条件下，引起半数实验动物死亡的用药剂量。LD50是描述药物安全性的重要指标之一，在药理学、毒理学、微生物学等领域中，有着广泛的应用。LD50的计算方法有近30种之多，目前测定LD50的方法主要有以下几种：1）简化概率法。此法虽然比较简便，但该法未经加权回归，计算结果受作图者的主观经验影响大，结果不够精确；2）改进寇氏法。此法虽较简便，但对数据要求苛刻，只有数据曲线呈正态分布，最低剂量反应率为0%，最高剂量反应率为100%，才能得到精确结果，应用范围有限；3）Bliss法。该法虽然计算繁琐复杂，但计算非常精确，是目前最可靠的LD50测定方法，该法也是我国卫生部规定的测定新药LD50必须采用的方法。[1]
由于使用Bliss法计算LD50步骤繁杂，一组数据如果使用普通电子计算器计算，大约耗时一天，且容易出错。为了提高Bliss法计算LD50的效率，早在1986年，陈俊秀等人使用可编程的Casio fx 180P和Sharp EL 5100S计算器，编写出可以在10分钟内使用Bliss法计算出LD50的程序[2]。随着电子计算机的普及，又先后出现使用VB编程语言、SAS统计软件和SPSS统计软件等编写使用Bliss法计算出LD50的程序[3]，这些计算机程序的出现，虽然给使用Bliss法计算LD50的工作者带来了便捷，但是由于这些程序依赖于相关的软件，不便于初学者使用，也不利于推广。鉴于目前互联网和网络技术已十分成熟，利用网络平台实现LD50的网络化计算十分可行，这将解决以往单机版LD50计算程序给实验工作者带来的不便。
1 LD50计算程序的实现
1.1 Bliss算法实现
首先将给药剂量转换为对数剂量，死亡率通过公式转换为作业概率单位Yem。公式为：
其次通过加权回归法将对数剂量与作业概率单位线性回归。并计算出希望概率单位。将希望概率单位进行校正，得到校算概率单位，并与希望概率单位进行比较，若相差大于0.1则使用校算概率单位进行再一次校正，直到两者相差均小于0.1。由于校正计算时需要查《作业概率单位的极大值、极小值、全距与权重系数表》。为了能够迅速查找所需值，先将此表数据写入MySQL数据库中，校算时通过JDBC连接数据库查询数据。
再将对数剂量对校算概率单位线性回归，将反应率为0.5时的概率单位（Y=5）带入回归方程，即得LD50对数值（m）。m的95%可信限计算方法：
m的95%可信限：m±1.96SLD50
算法流程如图1所示。
1.2 关键代码
public static void cal () {
double max;//判断多次回归是否满足条件的参数
double a,b;//回归方程的斜率、截距
double aveX,aveY,Lxx,Lxy;//回归方程的参数
int i, t;
double m;
/**数据库使用变量*/
ResultSet sqlResult;
String dbURL;
dbURL="jdbc: sqlserver: //localhost";
/**计算x[]*/
//(代码略)
/**计算Yem*/
(代码略)
/**X,Yem回归*/
t=0;
aveX=0;
aveY=0;
Lxx=0;
Lxy=0;
for (i=0; i
if (p[i]>0 && p[i]
t++;
aveX+=x[i];
aveY+=Yem[i];
}
}
aveX=aveX/t;
aveY=aveY/t;
for (i=0; i
if (p[i]>0 && p[i]
Lxx=Math.pow ((x[i]-aveX), 2);
Lxy=(x[i]-aveX)*(Yem[i]-aveY);
}
}
a=Lxy/Lxx;
b=aveY-a*aveX;
/**连接数据库*/
//(代码略)
/**由回归方程计算Y[i]并从数据库中查得相应值*/
//（代码略）
/**多次回归直到满足条件*/
double min=100;//校正后差值的最小值
ci=0;//校正次数
do {
/*校正y得y1*/
ci++;
for (i=0; i
y1[i] =bmin[i] +p[i]*bz[i];
}
/*将各点加权*/
//(代码略)
/*X,Y1线性回归*/
aveX=sumNwx/sumNw;
aveY=sumNwy/sumNw;
b=(sumNwxy-aveY*sumNwx)/(sumNwx2-aveX*sumNwx);
a=aveY-b*aveX;
/*由回归方程计算Y2*/
//(代码略)
/**为下一次校正回归做准备*/
for (i=0; i
tempY[i]=y2[i];
tempY[i] = (Math.round ((y[i]*10)))/10.0;
sqlResult=stat.executeQuery("SELECT *FROM [zhuanti].[dbo].[y_w] where [yp]="+tempY[i]);
sqlResult.next();
bz[i]=sqlResult.getDouble("ranp");
bmin[i]=sqlResult.getDouble("minp");
w[i]=sqlResult.getDouble("wp");
}}while(max>0.2);
m=(5-a)/b;//将p=50%时的Y=5代入方程，得LD50的对数
ste=1/(b*b)*Math.sqrt(Math.pow((5-aveY),2)/(sumNwx2-aveX*sumNwx)+(b*b)/sumNw);
SD=ste*Math.sqrt(total);
SD=Math.pow(10, SD);
s1=Math.pow(10,(m+1.96*ste));
s2=Math.pow(10,(m-1.96*ste));
result=Math.pow(10,m);
}}
2 实验数据的输入与结果输出
用户在客户端浏览器页面中的文本框输入数据，如图2所示。
用户提交表单后，服务器端通过 request. getParamete()方法获取客户端数据，并通过Double.parseDouble()方法将数据转换为Double型，随后JavaBean将数据传递给LD50计算程序，计算后的结果使用Get方法获取并传递给JavaBean，最后JavaBean调用相应的JSP并将结果显示给用户，如图3与4所示。
3 程序测试
根据文献中[1]的实验数据，对程序进行计算测试，根据文献中数据的计算结果和程序计算的结果进行比较，检验其结果正确性。
3.1 输入实验数据
图5为实验数据输入。
3.2 计算结果
图6为实验数据计算结果。
3.3 程序的计算结果与文献结果比较
表1程序的计算结果与文献结果比较
4 结果和结论
根据表1，可以得出结论，使用此程序计算LD50快速、准确。此程序计算LD50，数据的输入输出操作都是通过JSP网页实现的，能够方便地进行网络化推广，在任何操作系统上都可以通过网页浏览器使用Bliss法的快速计算LD50，在一定程度上减轻了药学工作者的工作量。
参考文献：
[1] 黎七雄,汪晕,肖清秋,等.半数致死量（LD50）Bliss法的评价及计算[J].数理医药杂志,1995,8(4):318-320.
[2] 陈俊秀,王甲东.Bliss法半数效量电子计算器程序运算法[J].中国药理学通报,1986,2(1):62-65.
[3] 史丽颖,董鸿晔.VISUAL BASIC在半数致死量测定数据处理中的应用[J].药学进展,2002,26(2):107-109.