基于數(shù)據(jù)挖掘的慢性創(chuàng)傷傷口智能問診系統(tǒng)研制與運(yùn)用效果

劉立芳，盧德瑋，王 峻，范麗梅

(云南大學(xué)附屬醫(yī)院，云南 昆明 650021)

慢性創(chuàng)面的發(fā)病率逐年增加，具有病程長(zhǎng)、致殘率高、治療難度大等特點(diǎn)，嚴(yán)重危害患者生命健康，造成極大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，是臨床上面臨的棘手問題，是目前醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)[1，2]。目前醫(yī)院的主要治療模式是根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分，醫(yī)生根據(jù)自身的臨床經(jīng)驗(yàn)，選擇敷料和治療方式，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)收集標(biāo)準(zhǔn)和治療方式。本文基于數(shù)據(jù)挖掘的智能問診系統(tǒng)可以改善診療不規(guī)范的現(xiàn)狀，醫(yī)生可根據(jù)系統(tǒng)有目的地收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄并計(jì)算出結(jié)果，給出合理的治療方式，形成系統(tǒng)、規(guī)范的慢性傷口標(biāo)準(zhǔn)化管理方案，降低患者疼痛感，提升治療的安全性及滿意度。

1 智能問診系統(tǒng)的研制

1.1 研制的原則和方法

本軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集選擇由日本壓力潰瘍學(xué)會(huì)(Japanese Society of Pressure Ulcers，JSPU)的科學(xué)教育委員會(huì)研發(fā)的評(píng)估工具DESIGN-R，評(píng)價(jià)壓瘡的嚴(yán)重程度，并使用可觀察指標(biāo)監(jiān)測(cè)愈合。本軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集后處理的工具支持向量機(jī)算法，根據(jù)對(duì)照組收集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行模型重建，選出最佳的治療方式，推薦給臨床醫(yī)生。

1.2 問診系統(tǒng)研制的過(guò)程

傷口評(píng)估管理系統(tǒng)小程序端通過(guò)uni-app構(gòu)建，為方便用戶操作和管理，前端采用Vue搭建單頁(yè)面系統(tǒng)，采用Appnium+Python做自動(dòng)化測(cè)試。服務(wù)端使用PHP開發(fā)語(yǔ)言，Utility層定義通用工具類和方法，Dao層做數(shù)據(jù)庫(kù)訪問和操作，Service層實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)，Controller做請(qǐng)求處理，并調(diào)用對(duì)應(yīng)的Service服務(wù)處理。核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用MySQL存儲(chǔ)，并根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型做讀寫分離，采用高效的Redis做緩存服務(wù)。使用PHPUnit做單元測(cè)試，采用Selenium做自動(dòng)化測(cè)試。在接口安全性方面，通過(guò)加密后的token和過(guò)期時(shí)間來(lái)驗(yàn)證用戶是否登錄；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過(guò)參數(shù)、值和固定參數(shù)做AES/RSA加解密的簽名算法來(lái)防止接口非法調(diào)用；簽名算法中加入時(shí)間戳和隨機(jī)數(shù)來(lái)防止接口被重放攻擊；最后接口服務(wù)加上ssl證書防止被竊取篡改。

①?gòu)?qiáng)化數(shù)據(jù)庫(kù)密碼，限制數(shù)據(jù)庫(kù)用戶權(quán)限，更改數(shù)據(jù)庫(kù)默認(rèn)端口，通過(guò)IP白名單限制數(shù)據(jù)庫(kù)連接IP，防止獲取到數(shù)據(jù)庫(kù)操作權(quán)限。②所有的sql語(yǔ)句都將強(qiáng)制使用參數(shù)化篩選語(yǔ)句，杜絕用戶輸入直接嵌入sql，我們也會(huì)在開發(fā)過(guò)程的所有階段執(zhí)行代碼安全檢查，以防止sql注入。③用戶頁(yè)面輸入都將檢查內(nèi)容是否有非法內(nèi)容、惡意腳本，并清理過(guò)濾才呈現(xiàn)到頁(yè)面，防止xss漏洞攻擊。④在http接口請(qǐng)求中加入一個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的token，服務(wù)端建立攔截器來(lái)驗(yàn)證token，如果沒有token或token不正確，則可能是csrf攻擊然后拒絕請(qǐng)求。⑤上傳的文件嚴(yán)格限制格式、大小和目錄，移除上傳組件的demo代碼，防止組件漏洞泄漏，帶來(lái)文件上傳安全風(fēng)險(xiǎn)。⑥上線后關(guān)閉應(yīng)用的所有報(bào)錯(cuò)，防止報(bào)錯(cuò)內(nèi)容可能暴露數(shù)據(jù)庫(kù)信息、服務(wù)路徑和其他可能的關(guān)鍵信息。⑦最后，web應(yīng)用安全是個(gè)綜合性、專業(yè)性很強(qiáng)的問題，需要應(yīng)用本身層面的安全考慮，同時(shí)也需要應(yīng)用所依賴的硬件環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、操作系統(tǒng)等的安全策略。

1.3 問診系統(tǒng)的組成與功能

本套系統(tǒng)分為兩大終端：微信小程序和后臺(tái)PC端。微信小程序存在9個(gè)模塊，分別為登錄驗(yàn)證、病案、傷口專科評(píng)估、TIME-H傷口評(píng)估量表影響傷口愈合因素評(píng)估、評(píng)估時(shí)間、TIME表、評(píng)估結(jié)果、傷口治療及評(píng)估整合，該模塊主要由登記注冊(cè)的臨床醫(yī)生和護(hù)士填寫，可規(guī)范化治療創(chuàng)傷傷口。后臺(tái)PC端存在4個(gè)模塊，分別是評(píng)估管理、用戶管理、權(quán)限管理及系統(tǒng)日志，該模塊由系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)，主要功能為收集創(chuàng)傷案例。傷口評(píng)估結(jié)果也是傷口治療方案有效性的直觀反映。主要包含以下幾個(gè)指標(biāo)。

1.3.1 傷口面積縮小率

通過(guò)計(jì)算上一次評(píng)估的傷口和本次傷口評(píng)估面積比對(duì)，得出縮小率。(preLength*preWidth-nowLength*nowWidth)/(preLength*preWidth)得出的結(jié)果取4位小數(shù)

1.3.2 傷口愈合記分

傷口愈合記分包括6個(gè)因素：滲出物E、大小S、感染I、肉芽組織G、壞死組織N、潛行P，通過(guò)傷口評(píng)估時(shí)選擇的選項(xiàng)可以分別得出相應(yīng)的分值，所有分值相加得出傷口愈合記分的總分?？偡?滲出物E(a分)+大小S(b分)+感染I(c分)+肉芽組織G(d分)+壞死組織N(e分)+潛行P(f分)。

1.3.3 傷口治療效果評(píng)定

治療效果判斷要依據(jù)上一次傷口深度和本次傷口的深度、上一次傷口愈合記分和本次傷口愈合記分做綜合判斷處理，只有當(dāng)傷口深度減少或愈合記分減少才表示治療效果有效，根據(jù)排列組合會(huì)得出9種可能性：①當(dāng)傷口深度無(wú)變化，愈合記分無(wú)變化：無(wú)效；②當(dāng)傷口深度無(wú)變化，愈合記分增加：惡化；③當(dāng)傷口深度無(wú)變化，愈合記分下降：有效；④當(dāng)傷口深度增加，愈合記分無(wú)變化：惡化；⑤當(dāng)傷口深度增加，愈合記分增加：惡化；⑥當(dāng)傷口深度增加，愈合記分下降：無(wú)法評(píng)估；⑦當(dāng)傷口深度減少，愈合記分無(wú)變化：有效；⑧當(dāng)傷口深度減少，愈合記分增加：無(wú)法評(píng)估；⑨當(dāng)傷口深度減少，愈合記分下降：有效。

2 智能問診系統(tǒng)的運(yùn)用效果

2.1 研究對(duì)象

連續(xù)入選2018年7月至2021年3月在云南大學(xué)附屬醫(yī)院就診的慢性傷口患者納入研究。入選標(biāo)準(zhǔn)：①符合慢性傷口診斷標(biāo)準(zhǔn)；②傷口病程≥4周；③治療過(guò)程嚴(yán)格遵從研究措施；④年齡≥18歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴嚴(yán)重心肺肝腎等疾病者；②入院時(shí)已確診為局部廣泛性壞死需截肢者；③不配合治療者；④同時(shí)參與其他研究者。

2.2 研究對(duì)象一般資料

納入研究的慢性傷口患者共203例，隨機(jī)分為對(duì)照組(常規(guī)換藥組)100例和觀察組(智能問診組)103例。對(duì)照組中男性69例、女性31例，年齡(52.73±29.02)歲；觀察組中男性70例、女性33例，年齡(54.17±26.91)歲。兩組患者年齡、性別、糖尿病病史等一般資料相比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，隨訪時(shí)間(6±3)個(gè)月。見表1。

表1 兩組患者一般資料的比較

2.3 觀察組與對(duì)照組的處理

對(duì)照組采取常規(guī)換藥方法，即先徹底清除傷口壞死組織，再用生理鹽水進(jìn)行創(chuàng)面清洗，接著用消毒液進(jìn)行傷口消毒，最后直接用敷料覆蓋，換藥間隔時(shí)間固定。觀察組在濕性愈合理論指導(dǎo)下通過(guò)慢性傷口智能問診系統(tǒng)進(jìn)行換藥流程優(yōu)化，即先徹底清除傷口壞死組織，再用生理鹽水進(jìn)行創(chuàng)面清洗，根據(jù)傷口結(jié)痂情況選用銳器清除與水膠體自溶清創(chuàng)相結(jié)合的方式進(jìn)行清創(chuàng)，通過(guò)慢性傷口智能問診系統(tǒng)根據(jù)傷口分類選取合適的濕性敷料覆蓋，并根據(jù)傷口滲液情況進(jìn)行敷料種類調(diào)整和換藥。

2.4 對(duì)照組與觀察組換藥次數(shù)、治療效果、疼痛感比較

對(duì)照組與觀察組換藥次數(shù)相比較無(wú)差異(P>0.05)；與對(duì)照組相比，觀察組顯效率、總有效率均增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<005)，且觀察組疼痛感低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 兩組患者觀察指標(biāo)的比較

2.5 工具測(cè)量時(shí)間的比較

本系統(tǒng)根據(jù)DESIGN-R工具可對(duì)壓瘡嚴(yán)重程度進(jìn)行量化，以指導(dǎo)制定每個(gè)傷口的最佳干預(yù)方案，并監(jiān)測(cè)壓瘡傷口愈合的詳細(xì)過(guò)程。研究表明，該工具測(cè)量時(shí)間較短，僅2～6分鐘，而其他評(píng)估則需3～4分鐘，有效縮短臨床工作時(shí)間[2]。

3 討論

目前國(guó)內(nèi)慢性創(chuàng)面分期主要依據(jù)患者的臨床癥狀，缺乏有效的實(shí)驗(yàn)室檢查客觀依據(jù)，在慢性創(chuàng)面治療方面主要依靠醫(yī)師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，缺乏系統(tǒng)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化的管理方案，導(dǎo)致慢性傷口治療效果參差不齊。

3.1 智能問診系統(tǒng)的方法選擇

本系統(tǒng)的研制，通過(guò)臨床收集慢性創(chuàng)面的數(shù)據(jù)，針對(duì)不同的慢性創(chuàng)面數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理，強(qiáng)調(diào)慢性創(chuàng)面的分期實(shí)驗(yàn)室檢查支撐的特性，針對(duì)性采用干預(yù)治療措施。在數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)下，依據(jù)關(guān)聯(lián)分析對(duì)創(chuàng)傷慢性創(chuàng)面進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與整理，歸納出分期標(biāo)準(zhǔn)，然后運(yùn)用支持向量機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，支持向量機(jī)是與相關(guān)的學(xué)習(xí)算法有關(guān)的監(jiān)督學(xué)習(xí)模型，可以分析數(shù)據(jù)，識(shí)別模式，用于分類和回歸分析。進(jìn)而生成慢性創(chuàng)面分析診斷治療軟件，形成系統(tǒng)、規(guī)范的慢性傷口標(biāo)準(zhǔn)化管理方案，為臨床處理創(chuàng)傷的護(hù)士和醫(yī)生提供標(biāo)準(zhǔn)化診斷標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)保存慢性創(chuàng)面的數(shù)據(jù)，方便研究案例查詢。

3.2 智能問診系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

運(yùn)用本系統(tǒng)軟件工具對(duì)慢傷創(chuàng)傷傷口患者治療和評(píng)估，均證實(shí)該工具有較好的應(yīng)用價(jià)值，與傳統(tǒng)評(píng)估方式相比，患者信息化更完善，與原有紙質(zhì)化記錄方式相比更為方便快捷。且信息化記錄數(shù)據(jù)可跟蹤評(píng)估，觀察治療效果是否有利，與原有的僅憑醫(yī)生主管判斷的方式相比更佳。本研究中通過(guò)對(duì)慢性創(chuàng)面?zhèn)谏疃仍u(píng)分、傷口滲出物評(píng)分、傷口大小評(píng)分、傷口感染評(píng)分、傷口肉芽組織評(píng)分、傷口壞死組織評(píng)分等方面的客觀分析，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建數(shù)學(xué)算法，并編寫代碼，生成相應(yīng)的診斷治療軟件，形成系統(tǒng)、規(guī)范的慢性傷口標(biāo)準(zhǔn)化管理方案，通過(guò)使用慢性傷口智能問診系統(tǒng)，提高效果，降低患者疼痛感，提升治療的安全性及滿意度。慢性創(chuàng)傷傷口智能診斷系統(tǒng)可對(duì)傷口進(jìn)行規(guī)范化評(píng)估，根據(jù)數(shù)據(jù)分析明確下一步的治療方案的選擇，為對(duì)患者建立電子病例檔案，方便后期資料查詢、病歷統(tǒng)計(jì)、后期隨訪、管理，方便化的對(duì)臨床醫(yī)療和教學(xué)，更有利化的對(duì)臨床科學(xué)研究。并且慢性創(chuàng)傷傷口智能診斷系統(tǒng)適宜當(dāng)前對(duì)地州醫(yī)院精準(zhǔn)幫扶工作的開展，在加強(qiáng)地州醫(yī)院創(chuàng)傷傷口醫(yī)護(hù)救治能力提升等方面有著重要意義。