眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘? 要：眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)的有效管理直接影響相關(guān)臨床研究的成果和效率?，F(xiàn)有的眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)由于缺乏安全規(guī)范的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，嚴(yán)重制約了眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)的相關(guān)臨床研究發(fā)展。文章基于LabVIEW軟件和Access數(shù)據(jù)庫(kù)，自主設(shè)計(jì)一套眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)臨床研究技術(shù)員評(píng)價(jià)，顯示該系統(tǒng)界面友好清晰，操作便捷，運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的安全有效規(guī)范管理，為眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)管理提供了穩(wěn)定可靠的解決方案。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)管理；LabVIEW；數(shù)據(jù)庫(kù)；眼結(jié)膜微血管

中圖分類號(hào)：TP39；R770? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2023）03-0033-05

Design and Implementation of Data Management System for Eye Conjunctival Microvasculature

HUANG Yuancong

（Zhongshan Ophthalmic Center， Sun Yat-Sen University， Guangzhou? 510060， China）

Abstract： Effective management of eye conjunctival microvasculature data directly affects the results and efficiency of related clinical research. Due to the lack of safe and standardized data management system， the existing conjunctival microvasculature data seriously restricts its related development of clinical research. Based on LabVIEW software and Access database， this paper designs a data management system for conjunctival microvasculature independently. Through the evaluation by clinical research technicians， it shows that the system has friendly and clear interface， convenient operation and stable operation. The system realizes the safe， effective and standardized management of data， and provides a stable and reliable solution for the data management of conjunctival microvasculature.

Keywords： data management; LabVIEW; database; eye conjunctival microvasculature

0? 引? 言

近年來(lái)，由于眼科豐富的影像信息和獨(dú)特的光學(xué)構(gòu)造，基于眼科臨床數(shù)據(jù)開(kāi)展的新技術(shù)新方法探索是目前的研究熱點(diǎn)[1]。與此同時(shí)，面對(duì)日益龐大的臨床數(shù)據(jù)，如何保證眼科數(shù)據(jù)的安全和規(guī)范管理已成為臨床研究的難點(diǎn)和痛點(diǎn)[2]。在此前實(shí)驗(yàn)室的研究中，已完成眼結(jié)膜微血管系統(tǒng)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)的采集和分析，研究表明其在眼科疾病的診療存在一定的價(jià)值。隨著臨床研究的推進(jìn)，現(xiàn)有的眼結(jié)膜微血管系統(tǒng)缺乏配套的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，限制了其在眼科臨床研究的進(jìn)一步應(yīng)用。

目前，眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)管理采用人工操作和離散式儲(chǔ)存的方法，在采集受試者數(shù)據(jù)時(shí)，技術(shù)員需首先在檢查記錄本上手動(dòng)登記受試者信息和檢查日期，再操作設(shè)備進(jìn)行受試者數(shù)據(jù)的采集，在采集完畢受試者數(shù)據(jù)后，手動(dòng)拷取影像數(shù)據(jù)至研究電腦上，完成數(shù)據(jù)臨床研究分析。隨著研究數(shù)據(jù)的日益龐大，人工管理的模式會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的紊亂和丟失，已不能滿足現(xiàn)有的臨床研究需求。

基于目前數(shù)據(jù)管理需求，本文基于LabVIEW軟件和Access數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，使用LabVIEW軟件搭建軟件界面和建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的鏈接，Access數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)端。結(jié)合眼結(jié)膜微血管采集設(shè)備，可在工作站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理。如圖1（a）所示為系統(tǒng)登錄界面，圖1（b）為系統(tǒng)應(yīng)用主界面。

1? 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)以臨床需求為導(dǎo)向，圍繞數(shù)據(jù)安全、管理規(guī)范、運(yùn)行流暢三個(gè)技術(shù)要點(diǎn)開(kāi)展系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)安全方面，本文從系統(tǒng)的使用安全和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)安全落腳，系統(tǒng)在創(chuàng)建用戶時(shí)，會(huì)自動(dòng)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)根據(jù)用戶姓名新建表單內(nèi)容一致的數(shù)據(jù)表格，當(dāng)用戶登錄成功后，系統(tǒng)會(huì)顯示相應(yīng)的檢查信息和數(shù)據(jù)，保證了不同研究者之間研究信息的相對(duì)獨(dú)立；原始圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器端，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)工作站，構(gòu)建局域網(wǎng)，單機(jī)使用，保證了數(shù)據(jù)保存的安全性。數(shù)據(jù)管理是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，包括數(shù)據(jù)的增刪改查和基于眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)臨床研究需求進(jìn)行特定的功能開(kāi)發(fā)。存儲(chǔ)內(nèi)容包括受試者歷史檢查記錄信息和影像數(shù)據(jù)，檢查信息中含有受試者的基本個(gè)人信息和檢查記錄。為了提升系統(tǒng)運(yùn)行的流暢度，針對(duì)影像數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)在局域網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)器端，數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)保存影像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)路徑而非龐大的影像數(shù)據(jù)。系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

2? 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

本文選擇LabVIEW搭建系統(tǒng)界面及程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，Access數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)端。LabVIEW是一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開(kāi)發(fā)，類似于C和BASIC開(kāi)發(fā)環(huán)境，LabVIEW使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫(xiě)程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，大大提升了工程師開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的便捷性，其中LabVIEW Database模塊是NI公司集成在開(kāi)發(fā)環(huán)境的工具包，安裝完工具后可直接使用相應(yīng)的vi，用于鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)和相應(yīng)的功能開(kāi)發(fā)[3]。Access數(shù)據(jù)庫(kù)是一種關(guān)系索引型數(shù)據(jù)庫(kù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)言，有利于開(kāi)發(fā)者進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作。通過(guò)LabVIEW可視化便捷的編程環(huán)境和Access標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言，能夠快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[4]。

2.1? LabVIEW與數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接

LabVIEW與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的先決條件。需要用到LabVIEW的基礎(chǔ)模塊和Database模塊，其中Database模塊需要下載安裝包安裝完畢激活后才能使用，可以在互聯(lián)接口中的Database工具包點(diǎn)擊選擇我們所需要的vi[5]，Labview與Access數(shù)據(jù)庫(kù)連接方法有基于配置ODBC數(shù)據(jù)源的方法訪問(wèn)Access數(shù)據(jù)庫(kù)、基于建立ODBC連接的方法訪問(wèn)Access數(shù)據(jù)庫(kù)、基于建立OLEDB連接的方法訪問(wèn)Access數(shù)據(jù)庫(kù)等，本文選擇建立OLEDB連接的方法訪問(wèn)Access數(shù)據(jù)庫(kù)，OLEDB連接字符串格式如下：Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=文件路徑＼MyDB.mdb;Jet OLEDB：

Database Password=;Persist Security Info=False，其中：Provider表示數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序，Data Source表示數(shù)據(jù)庫(kù)的名稱，Jet OLEDB：Database Password表示數(shù)據(jù)庫(kù)的密碼；Persist Security Info表示是否在數(shù)據(jù)庫(kù)連接成功后保存安全信息。通過(guò)設(shè)置默認(rèn)路徑的數(shù)據(jù)庫(kù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)LabVIEW與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的快速通信。選擇該連接方式的優(yōu)點(diǎn)在于基于數(shù)據(jù)庫(kù)地址進(jìn)行配置連接，后續(xù)在進(jìn)行軟件打包時(shí)無(wú)需進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)連接配置。該部分在LabVIEW的實(shí)現(xiàn)程序如圖3所示。

2.2? 系統(tǒng)登錄及注冊(cè)

系統(tǒng)登錄及注冊(cè)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理安全的第一道保護(hù)措施。在先前報(bào)道的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)研究中，所有的用戶登錄后使用同一個(gè)數(shù)據(jù)表格，隨著數(shù)據(jù)量的增多，數(shù)據(jù)的管理和安全性都存在隱患。本文創(chuàng)新性的提出將不同用戶的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在相應(yīng)的用戶表格下，當(dāng)用戶注冊(cè)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)新增保存用戶名、手機(jī)號(hào)、密碼等信息至用戶信息表格，當(dāng)注冊(cè)成功后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建該用戶單獨(dú)的數(shù)據(jù)信息表格。該設(shè)計(jì)不僅保證了用戶間數(shù)據(jù)的相對(duì)獨(dú)立安全，同時(shí)也避免了后續(xù)用戶數(shù)據(jù)量龐大時(shí)導(dǎo)致的運(yùn)行冗雜。系統(tǒng)支持忘記密碼功能，會(huì)彈出創(chuàng)建用戶時(shí)輸入的提示信息，信息匹配成功后則顯示該用戶密碼。系統(tǒng)登錄及注冊(cè)功能開(kāi)發(fā)在LabVIEW Database模塊下，選擇相應(yīng)的vi，配置數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言為：select *from 用戶信息 where（ID=？or姓名=？）and 密碼=？，系統(tǒng)登錄界面如圖1（a）所示，主要登錄程序如圖4所示。

2.3? 數(shù)據(jù)的增刪改查

用戶登錄成功后，如圖1（b）所示，列表顯示所有的歷史檢查記錄，拖動(dòng)列表方向鍵可以上拉和下拉數(shù)據(jù)，表格中一行數(shù)據(jù)代表一次檢查記錄，包括受試者ID、姓名、年齡、檢查日期、圖像存儲(chǔ)目錄等信息。系統(tǒng)每行數(shù)據(jù)以受試者ID作為數(shù)據(jù)庫(kù)主鍵，當(dāng)系統(tǒng)每增加一行數(shù)據(jù)，受試者ID會(huì)自動(dòng)加1，避免數(shù)據(jù)產(chǎn)生沖突。數(shù)據(jù)的增刪改查是系統(tǒng)的基本功能，顯示所有信息的數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言為“select*from項(xiàng)目order by受試者ID DESC”，支持以受試者姓名、日期和ID為數(shù)據(jù)查詢條件，以受試者姓名查找為例，查詢的數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言為“select *from 項(xiàng)目 where姓名like？”。當(dāng)鼠標(biāo)選定特定的行，點(diǎn)擊刪除或者修改按鈕，調(diào)用Database模塊中deletevi和updatevi，即可刪除或者修改所選擇的行數(shù)據(jù)。增刪改查功能在LabVIEW實(shí)現(xiàn)的程序如圖5所示。

2.4? 受試者自動(dòng)檢索復(fù)查

在眼微血管的臨床研究中，通常涉及受試者的隨訪復(fù)查，為了精準(zhǔn)的獲取受試者復(fù)查時(shí)間，減少研究工作量，本文在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中嵌入自動(dòng)檢索復(fù)查功能，用戶在主界面點(diǎn)擊自動(dòng)檢索復(fù)查按鈕跳轉(zhuǎn)界面，在檢索界面設(shè)定隨訪日期，系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言“where檢查日期>#%s# and 檢查日期<#%s#”對(duì)比所有受試者的檢查時(shí)間，由于復(fù)查需要提前時(shí)間通知受試者，系統(tǒng)將判斷未來(lái)7天內(nèi)需要復(fù)查的受試者并提醒操作者。功能在LabVIEW實(shí)現(xiàn)的程序如圖6所示。

2.5? 系統(tǒng)其他功能

系統(tǒng)的其他功能包括列表數(shù)據(jù)的顯示、圖像數(shù)據(jù)的管理、系統(tǒng)提示等。系統(tǒng)的主界面列表默認(rèn)顯示最近20條受試者檢查記錄，當(dāng)用戶需要倒序查找記錄時(shí)，點(diǎn)擊倒序查看按鈕，系統(tǒng)通過(guò)2.3描述的所顯示的所有檢查信息的基礎(chǔ)上，利用數(shù)組vi和while循環(huán)，以受試者的ID為順序號(hào)，倒序顯示歷史檢查記錄，該部分程序圖如圖7（b）所示。隨著臨床研究數(shù)據(jù)的推進(jìn)，圖像數(shù)據(jù)量會(huì)越來(lái)越龐大，雖然數(shù)據(jù)庫(kù)只保存圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)路徑而且數(shù)據(jù)本身，不會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行速度，但系統(tǒng)運(yùn)行的工作站磁盤存儲(chǔ)空間有限，且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地電腦容易出現(xiàn)誤刪除的情況?；谝陨闲枨?，系統(tǒng)構(gòu)建“服務(wù)器-本機(jī)”的數(shù)據(jù)傳輸模式，龐大的影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單獨(dú)的服務(wù)器上，而本地電腦只需存儲(chǔ)影像數(shù)據(jù)的路徑，實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的查看和上傳下載，這就使得本地電腦的磁盤不會(huì)因?yàn)閳D像數(shù)據(jù)量而飽和。該模式的開(kāi)發(fā)路線為首先構(gòu)建服務(wù)器與用戶電腦的局域網(wǎng)，系統(tǒng)定期將數(shù)據(jù)源上傳至局域網(wǎng)的固定存儲(chǔ)位置，同時(shí)在本地電腦更新數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)路徑，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成后，刪除本地電腦本地?cái)?shù)據(jù)，當(dāng)用戶下次操作系統(tǒng)時(shí)局域網(wǎng)內(nèi)上傳數(shù)據(jù)至服務(wù)器電腦的程序如圖7（c）所示。彈窗功能可以增加系統(tǒng)的便捷度，當(dāng)用戶登錄賬號(hào)或者密碼錯(cuò)誤或者操作錯(cuò)誤時(shí)，可以為用戶提供提示信息。該部分程序如圖7（a）所示。

3? 眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應(yīng)用分析

本文開(kāi)發(fā)的眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)旨在為眼結(jié)膜微血管臨床研究提供安全有效的數(shù)據(jù)管理解決方案，提升臨床研究效率。該系統(tǒng)需配套眼結(jié)膜微血管采集設(shè)備使用，在采集受試者數(shù)據(jù)前，需規(guī)范統(tǒng)一錄入受試者基本信息和檢查記錄，保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)具有界面友好清晰，流程合理和運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，為了驗(yàn)證系統(tǒng)在臨床研究中的運(yùn)行效果，納入了4名研究人員對(duì)系統(tǒng)的使用進(jìn)行評(píng)價(jià)。分別在系統(tǒng)的操作、安全、效率三個(gè)維度、共10個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分結(jié)果如表1所示。

評(píng)分結(jié)果顯示，系統(tǒng)的總體評(píng)價(jià)平均分達(dá)到了88.1分，表明研究人員對(duì)系統(tǒng)的使用較為滿意；評(píng)分最低的項(xiàng)為效率維度的響應(yīng)速度方面，說(shuō)明系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程中存在操作響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，在后續(xù)延伸開(kāi)發(fā)中，需要重點(diǎn)優(yōu)化更新系統(tǒng)的程序運(yùn)行邏輯，達(dá)到更高的運(yùn)行速度；評(píng)分最高項(xiàng)為數(shù)據(jù)隱私方面，表明研究人員更傾向于系統(tǒng)特定的獨(dú)立數(shù)據(jù)管理模式。

4? 結(jié)? 論

本文創(chuàng)新性的圍繞眼結(jié)膜微血管臨床研究數(shù)據(jù)的管理需求，基于LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境和Access數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)完成數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全有效的管理，同時(shí)也提高數(shù)據(jù)的使用率，降低了研究人員的數(shù)據(jù)管理工作量，拓展了眼結(jié)膜微血管數(shù)據(jù)的使用價(jià)值，為眼科數(shù)據(jù)的管理提供了示范作用。

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作者簡(jiǎn)介：黃遠(yuǎn)聰（1994—），男，漢族，廣東梅州人，助理工程師，本科，研究方向：眼科新型裝備技術(shù)研究。

收稿日期：2022-11-10