睡眠监测数据管理平台的搭建及临床应用

刘海琴 朱小贝 施叶雯 陈进伟 邢亮 罗花南 黑新宏 任晓勇

(1.西安交通大学第二附属医院耳鼻咽喉头颈外科病院，西安，710004； 2.西安理工大学计算机科学与工程学院，西安，710004)

根据以往工作经验及需求，联合计算机工程师，共同设计了睡眠监测数据管理库，方便睡眠中心使用，节约人力物力，提高效率。经临床检验，使用效果良好，报道如下。

1 数据库设计背景

人类生命的三分之一是处在睡眠中，可见睡眠对我们的重要性。睡眠障碍的发病率呈逐年上升趋势，越来越多的地方建立起睡眠中心，但睡眠监测仪监测到的数据是以单个患者的睡眠数据和报告的形式呈现的，这样对于数据的管理及从事睡眠研究方面的医师进行科研工作极不方便。如果设计开发出睡眠监测报告数据解析与识别系统，这个系统能够将报告中的数据解析并识别出来，存储在数据库中，便于睡眠中心患者资料的管理查阅、工作量统计以及科研使用数据检索，省时省力，方便快捷，将大大提高睡眠中心工作效率。

2 系统环境

2.1 系统业务环境 睡眠监测报告数据解析与识别系统专门为睡眠中心设计开发的软件系统，是基于面向对象的思想来进行设计开发，后台数据库选用MySQL数据库。睡眠监测报告数据解析与识别系统主要分为文字数据解析识别和表格数据解析识别。

2.2 系统结构 睡眠监测报告数据解析与识别系统的系统拓扑结构图如图1所示。

图1 系统拓扑结构图

2.3 系统功能 睡眠监测报告数据解析与识别系统的功能包括：文字数据解析、文字数据识别、表格数据解析、表格数据识别、用户管理、患者信息管理以及患者监测数据情况管理。见图2。

图2 睡眠数据管理系统功能图

2.4 软硬件平台

作为整个系统开发和运行的支撑和基础，软硬件平台的选择是整个系统开发和设计的前提。本系统的硬件平台选择遵循通用的工业标准和协议，符合未来技术的发展方向。

2.4.1 硬件设备 详见表1。

表1 硬件设备

2.4.2 软件设备 详见表2。

表2 软件环境

睡眠监测报告数据解析与识别系统是运行在Tomcat8.0上的应用程序，是以Java语言为基础，SSM为框架的软件系统。本系统采用已经被广泛应用、成熟的Tomcat8.0作为服务器，具有高安全性、可靠性的SpringMVC框架。采用Java语言进行程序开发，确保系统的稳定性和准确性。它具有简单、面向对象、分布式、解释执行、鲁棒、安全、体系结构中立、可移植、高性能、多线程以及动态性等特点。

3 详细设计

3.1 数据识别解析与存储 文字数据识别将解析出的文字进行识别和提取，目的是将有用的数据识别出来并保存到数据库中。具体流程：经过上面将解析后的数据进行判断，如果可划分则进行识别并对数据进行提取和存储；如果不可划分，则返回划分失败，文字数据识别结束。

3.2 文件扫描与记录 本系统采用一种广为使用的描述性标记语言(XML)对文档的扫描次数和操作次数以及其他多种信息进行记录。在这一方面没有采用关系数据库进行管理，主要是考虑到这些扫描文件比较容易区分格式，采用这种方法可以有效的避免冗余，提高系统运行的效率。

3.3 用户分类 本系统主要分为2种类型的用户：系统管理员、普通用户。

系统管理员：主要负责对系统在运行过程中出现的问题进行维护，包括对普通用户的管理，对数据库的基本操作，对患者睡眠监测报告的查看等等。

普通用户：普通用户可以对患者的睡眠监测数据进行全面的操作，包括查询、修改、标记等，并且可以实时统计患者睡眠监测的次数和情况。

3.4 主要功能

3.4.1 文字数据解析 文字数据解析包括文字数据读取和数据解析，其目的是将监测数据中有用的患者信息以及监测信息读取出来，具体流程为：首先读取整个文档，选取文字部分的所有数据，判断是否是需要的数据，如果是则对该段文字进行解析，如果不是则跳出文字部分数据解析，文字部分数据解析结束。

3.4.2 文字数据识别 文字数据识别将解析出的文字进行识别和提取，目的是将有用的数据识别出来并保存到数据库中。具体流程为：经过上面将解析后的数据进行判断，如果可划分则进行识别并对数据进行提取和存储，如果不可划分，则返回划分失败，文字数据识别结束。

3.4.3 表格数据解析 表格数据解析包括读取表格中所有数据并且对表格中的数据进行解析，其目的是将表格中有用的监测信息读取出来，使接下来的识别更准确。具体流程为：首先读取整个文档，统计表格个数，一次对每个表格进行数据解析，在解析过程中需要判断表格中是否有所需要的数据，如果有则进行解析，如果没有则跳出文字部分数据解析，表格部分数据解析完成。

3.4.4 表格数据识别 表格数据识别没有文字识别复杂，只需要按照表格中的行数和列数取出对应的值，值得注意的是有些表格数据中存在单位或者其他文字，也需要进行划分。具体流程为：经过上面对表格数据解析后，解析后的数据需要判断解析后的数据是否需要划分，若需要划分，则进行划分并且识别出所需要的数据并进行存储，若不需要划分则直接将数据进行识别和提取最后进行存储，表格数据识别完成。

3.4.5 患者个人信息管理 可以对患者的个人信息进行增删改查，对出现读取问题的患者信息也可以方便的进行修改，以实现可以人工复查的目的，提高系统的准确性。

3.4.6 患者睡眠监测数据情况管理 可以实现对患者睡眠监测数据高效查询的操作，对个别出现数据异常的患者数据，也可进行人工修正。

4 数据库设计

数据库设计包括患者信息表(Patient Information)，睡眠情况表(Sleep Conditions)，呼吸情况表(Breathing Situation)，呼吸事件表(Respiratory Events)，脉搏氧饱和度表(Oxygen Saturation)，心率、肢体运动、鼾声、体位、用户登录表(user)，用户角色表(role)。具体见图3。

5 操作说明

5.1 登录说明 系统页面访问权限通过登录界面的配置菜单来实现，用户在登录时就可以实现对不同种类用户类型的选择，此种方式简单灵活，也同时使代码的可重用性得到了提高。

首先用户输入网址进入系统，系统提示用户登录，用户选择身份进行登录，若未注册则点击下方注册按钮进行注册。注册完成后进行登录，如果输入用户名错误则提示相应用户名的错误，如果密码与数据库中的用户名密码不对应则提示密码错误，具体流程如图4所示。

图3 数据库表总体设计

图4 用户登录流程图

5.2 系统管理员与管理员操作 系统管理员或管理员登录系统后可以查看患者的睡眠监测情况，系统将自动扫描新的睡眠监测报告并将报告识别解析后保存在数据库中，方便医生进行查看和研究，同时管理员可以对患者的所有个人信息以及监测情况进行修改和删除。除上述功能之外，系统管理员还具有管理管理员的特权，若管理员离职或更改，系统管理员可对管理员进行增加、删除、查看等功能。

6 智能检索

检索是为了使用户能够更加方便快捷的找到用户需要的内容，在睡眠监测数据管理系统中使用智能检索使得医生能够更加快捷的找到患者信息和睡眠监测情况，在较短的时间内了解一个患者之前的就诊信息和睡眠情况。用户可以在数据查询搜索栏中，输入患者的姓名或编号，然后点击“查询”按钮，即可实现简单的数据查询，该患者的详细个人信息以及睡眠监测信息将直接进行呈现。

6.1 姓名检索 医生可以通过输入患者的姓名进行检索，查看该患者的就诊信息，通过几次监测数据的比较，医生可以更加准确地确定医嘱。除此之外医生通过检索特殊患者进行研究，可以更加直接的观察出该患者的睡眠情况的变化，方便医生之间相互沟通交流学习。

6.2 报告编号检索 每个患者的每次睡眠监测的报告编号都是唯一的，通过报告编号监测能够准确地找到该患者的一次监测情况，方便医生准确地查找患者睡眠监测情况。医生可以点击“编辑”按钮，即可查看患者睡眠监测详细信息。

7 小结

根据睡眠障碍国际分类显示，由于睡眠障碍问题导致的疾病多达90多种，是很多躯体疾病和身心疾病的源头。睡眠障碍发病率呈逐年上升趋势，越来越多的地方建立起睡眠中心，但睡眠中心人员严重不足，工作量大，且睡眠监测仪监测到的数据是以单个患者的睡眠数据和报告的形式呈现的，导致数据的管理及科研统计极极为不便。本文设计的软件能将批量的数据解析并识别出来，存储在数据库中，便于睡眠中心患者资料的管理查阅，工作量统计，科研使用数据的检索，省时省力，方便快捷，大大地提高了睡眠中心工作效率。