睡眠节律数据统计分析系统的设计

任 皓，王少伟，刘同波，刘敏超

（解放军总医院计算机应用与管理科 北京 100853）

睡眠节律数据统计分析系统的设计

任 皓，王少伟，刘同波，刘敏超

（解放军总医院计算机应用与管理科 北京 100853）

为了解决睡眠节律研究中数据的快速导入、准确分析和详细统计的问题，提出了一种睡眠节律数据统计分析系统。该系统基于.NET开发平台，以Oracle为后台数据库，采用B/S结构模式，分为数据导入分析和查询统计两个模块实现，数据导入分析模块运用多种评价标准进行计算打分；数据查询统计模块分为五个类别并设置多级查询条件，以不同的图形界面和表格展示统计结果。实际应用表明，该系统实现了数据的快速导入、综合分析和多条件、多层次地查询统计，为临床提供了大量的科学数据和有效的统计途径，有利于制定睡眠干预措施和治疗方法。

睡眠节律；统计分析系统；B/S结构；Oracle数据库

随着人类现代社会生活节奏的加快，睡眠问题已成为当前影响人们心理健康的突出性问题，睡眠质量的好坏直接影响着人们的工作和生活[1-2]，医学界的专家学者也在不断探索改善睡眠质量的影响因素和护理对策[3-4]。研究表明，影响睡眠的因素复杂多样，各种因素的影响因子又差异较大[5-6]，所以对睡眠问题的研究需要大量的实验数据作为基础，多种评价标准相结合，并且可以清晰、直观地展示查询统计结果，这样才能科学、全面地为临床和科学研究提供参考依据。那么，如何快速、准确地完成对大量数据的导入、分析，结合多种条件查询统计显得尤为重要，在需求分析的基础上，提出一种睡眠节律数据统计分析系统的设计方案，并自主开发实现。该系统可以满足临床科室对大量实验数据进行精准分析和详细统计的需求，为制定睡眠干预措施和治疗方法提供参考依据，也成为睡眠问题研究领域中有效的查询统计途径。

1　系统分析

目前，临床科室采用调查问卷的形式对多种不同人群进行调查，共收集调查问卷3 000余份，每份问卷由个人基本信息和126道选择题组成，其中包括单选题、多选题和简答题。采用多种评价标准相结合，具体如下：1～65题用来测定受试者一周来的心情和情感，由6个分量表组成，即紧张-焦虑，抑郁-沮丧，愤怒-敌意，有力-好动，疲惫-惰性，困惑-迷茫。每个分量表代表6项独立的情绪要素，分别包括若干个描述不同情绪状态的形容词，如紧张的、不愉快的、愤怒的等。此外，还包含了7个积极的情绪状态题项（如友好的、体贴的、乐于助人的等），作为“干扰项题项”，用以检测被测试者的诚实及合作程度。每一题采用五级评定（0～4），最后将以上7个项目分类算分，并计算总分；66～85题采用焦虑自评量表（SAS）的方法[7]，来评定焦虑症状出现的频率，其标准为：“1”表示没有或很少有，“2”表示有时有，“3”表示大部分时间有，“4”表示绝大部分或全部有。20道题中有15道是用负性词陈述的，按上述1～4顺序评定，其余5道是用正性词陈述的，按4～1顺序反向计分，把各题的得分相加即为总分。86～105题采用抑郁自评量表（SDS）的方法[8]，来评定抑郁症状的出现频度，其标准为：“1”表示很少有，“2”表示有时有，“3”表示大部分时间有，“4”表示绝大部分时间有。20道题中有10道是用负性词陈述的，按上述1～4顺序评定，其余5道是用正性词陈述的，按4～1顺序反向计分，把各题的得分相加即为总分；106～114题采用匹兹堡睡眠质量指数量表（PSQI）的方法[9]，来评定睡眠质量。每一题采用四级评定（0～3），计算出睡眠质量、睡眠时间、睡眠效率、入睡时间、睡眠障碍、催眠药物和日间功能障碍七项分项目分值及总分值；115～125题为多选题和简答题，用来了解测试者在睡眠问题上的感受和经历。

通过调研，临床科室的需求主要有：首先，将问卷调查的答案导入数据库；其次按照焦虑自评量表、抑郁自评量表和匹兹堡睡眠指数量表分别给每个测试者打分；最后，依据个人基本信息和分项目类别设置组合查询条件，可以对每道题和总分进行统计，并将统计结果直观清晰的展示出来。

2　系统设计

2.1功能设计

系统的功能模块划分为两大类：数据导入分析和数据查询统计，如图1所示。

图1　系统功能结构图

第一，数据导入分析。将存储在Excel表格中受试者的基本信息和调查问卷的答案导入数据库，然后根据焦虑自评量表、抑郁自评量表、匹兹堡睡眠质量指数量表等评价标准按要求对受试者打分，将分值存入数据库。

第二，数据查询统计。分为5大类进行，包括按总分查询、按单条条目查询、按分项目查询、按干扰项和多条条目查询。根据具体需求，按总分查询是利用心情和情感总分、焦虑自评总分、抑郁自评总分、匹兹堡睡眠质量总分来进行查询；按单条条目查询是利用每道单选题目进行查询；按分项目查询是利用根据每个标准计算所得的项目分量（例如：睡眠障碍得分、睡眠质量得分等）进行查询；按干扰项查询是利用干扰题的得分查询出受试者的诚实及合作程度，用统计结果中诚实人所占的数目表示；按多条条目查询是利用多道选择题组合后进行查询。在以上5种类别查询结果的基础上，还可以根据受试者的年龄、性别等基本信息进行二次查询，详细地展示统计结果。同时，结合不同类别的数据特点，统计结果分别采用不同的图形来显示，例如按总分查询的结果以条形图显示，按单条条目的查询结果以饼图显示，按分项目、干扰项和多条条目的查询结果以直方图展示，并给出表格解释图形中的数据及所占比例。图2给出按多条条目查询时匹兹堡睡眠质量指数量表的统计结果。

图2　按多条条目查询时匹兹堡睡眠质量指数量表的统计结果

2.2架构设计

本系统的开发环境为：Web服务器，Windows Server2003和IIS6.0，数据库Oracle 10g；开发工具，Microsoft Visual；采用ASP. NET[10-11]和JavaScript技术，数据存储于Oracle数据库[12-13]中。

基于网络技术趋势，结合浏览器/服务器（B/S）结构模式实现系统功能，网站查询统计结构如图3所示。客户端应用程序采用Web浏览器展示，所有程序代码都存储在服务器上，很少一部分事务逻辑在客户端实现，大部分事务逻辑在服务器端实现，形成所谓的三层结构[14-15]。客户要访问数据库，则请求首先通过网络发送到Web服务器，再由Web服务器传递到数据库服务器，经过数据库服务器处理后将数据以HTML格式在客户端浏览器显示。这大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量。

图3　网站统计查询结构图

2.3数据结构设计

系统采用的数据库表主要有5个：基本信息表、睡眠信息表、睡眠信息字母表、睡眠选项字典表和睡眠信息得分表。基本信息表包括测试者的性别、年龄、学历等15项基本信息；睡眠信息表包括用文字表示的125道题的选择答案；睡眠字母表包括用字母表示的125道题的选择答案；睡眠选项字典表包括每道题的所有字母选项及其所对应的文字表示。睡眠信息得分表是按照评价标准计算所得每道题和每个项目分量的分值。在按总分、单条条目、分项目、干扰项和多条条目进行查询统计时，统计结果均取自睡眠信息得分表；对上述每一类的统计结果，再按照年龄、性别等具体条件进行二次查询时，查询条件取自基本信息表；对多条条目类进行组合统计查询时，具体描述条件取自睡眠字典表；统计结果中，图形界面的图标解释取自睡眠信息表等。

3　结　论

本系统于2015年11月上线运行，已在我院和海军总医院的临床科室投入使用，收入调查问卷3 000余例，得到各级领导及科室工作人员的一致好评。通过该系统，调查问卷的答案可以快速导入数据库，平均导入和分析一份调查问卷，只需要0.003 8 s；同时，临床医务人员可以结合测试者的基本信息，查询焦虑自评量表、抑郁自评量表和匹兹堡睡眠指数量表下的统计数据，为临床制定科学的睡眠干预措施和有效的治疗方法提供参考依据。后续还会有更多调查问卷录入系统，网站的访问权限也会逐渐开放，让越来越多的医务工作者分享到数据的统计结果，使其成为睡眠研究领域中数据查询统计的有效途径。

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Sleep rhythm data statistical analysis system

REN Hao，WANG Shao-wei，LIU Tong-bo，LIU Min-chao
（Department of Computer Application and Management of PLA General Hospital，Beijing 100853，China）

To solve the problem of fast import，accurate analysis and detail statistics in sleep rhythm study，we propose a sleep rhythm data statistical analysis system，realizes it using.NET development platform and base on B/S mode and Oracle database. The system provides two modules:data import analysis module and data query statistics module.The data import analysis module uses a variety of evaluation criteria for scoring calculation；the data query statistics module divides five categories and set multi-level query conditions，with different graphics and tables to show statistical results.The practical application shows this system achieves the data fast import，comprehensive analysis and multi-condition statistics，supplies a large number of scientific data and effective statistical method for clinic，is conductive to draw up sleep intervention measures and treatment methods.

sleep rhythm；statistical analysis system；B/S structure；Oracle database

TN0

A

1674－6236（2016）21-0011-03

2016-02-03稿件编号：201602012

“863计划”项目（2012AA02A612）

任 皓（1986—），女，辽宁鞍山人，硕士，助理工程师。研究方向：网络、系统研发。