基于數據挖掘的慢性創(chuàng)傷傷口智能問診系統研制與運用效果

劉立芳，盧德瑋，王 峻，范麗梅

(云南大學附屬醫(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、致殘率高、治療難度大等特點，嚴重危害患者生命健康，造成極大的社會和經濟負擔，是臨床上面臨的棘手問題，是目前醫(yī)學研究的重點和難點[1，2]。目前醫(yī)院的主要治療模式是根據評分標準進行評分，醫(yī)生根據自身的臨床經驗，選擇敷料和治療方式，沒有統一的數據收集標準和治療方式。本文基于數據挖掘的智能問診系統可以改善診療不規(guī)范的現狀，醫(yī)生可根據系統有目的地收集各項數據，系統自動記錄并計算出結果，給出合理的治療方式，形成系統、規(guī)范的慢性傷口標準化管理方案，降低患者疼痛感，提升治療的安全性及滿意度。

1 智能問診系統的研制

1.1 研制的原則和方法

本軟件系統數據收集選擇由日本壓力潰瘍學會(Japanese Society of Pressure Ulcers，JSPU)的科學教育委員會研發(fā)的評估工具DESIGN-R，評價壓瘡的嚴重程度，并使用可觀察指標監(jiān)測愈合。本軟件系統數據收集后處理的工具支持向量機算法，根據對照組收集的數據，進行模型重建，選出最佳的治療方式，推薦給臨床醫(yī)生。

1.2 問診系統研制的過程

傷口評估管理系統小程序端通過uni-app構建，為方便用戶操作和管理，前端采用Vue搭建單頁面系統，采用Appnium+Python做自動化測試。服務端使用PHP開發(fā)語言，Utility層定義通用工具類和方法，Dao層做數據庫訪問和操作，Service層實現業(yè)務邏輯服務，Controller做請求處理，并調用對應的Service服務處理。核心業(yè)務數據采用MySQL存儲，并根據業(yè)務數據類型做讀寫分離，采用高效的Redis做緩存服務。使用PHPUnit做單元測試，采用Selenium做自動化測試。在接口安全性方面，通過加密后的token和過期時間來驗證用戶是否登錄；業(yè)務數據通過參數、值和固定參數做AES/RSA加解密的簽名算法來防止接口非法調用；簽名算法中加入時間戳和隨機數來防止接口被重放攻擊；最后接口服務加上ssl證書防止被竊取篡改。

①強化數據庫密碼，限制數據庫用戶權限，更改數據庫默認端口，通過IP白名單限制數據庫連接IP，防止獲取到數據庫操作權限。②所有的sql語句都將強制使用參數化篩選語句，杜絕用戶輸入直接嵌入sql，我們也會在開發(fā)過程的所有階段執(zhí)行代碼安全檢查，以防止sql注入。③用戶頁面輸入都將檢查內容是否有非法內容、惡意腳本，并清理過濾才呈現到頁面，防止xss漏洞攻擊。④在http接口請求中加入一個隨機產生的token，服務端建立攔截器來驗證token，如果沒有token或token不正確，則可能是csrf攻擊然后拒絕請求。⑤上傳的文件嚴格限制格式、大小和目錄，移除上傳組件的demo代碼，防止組件漏洞泄漏，帶來文件上傳安全風險。⑥上線后關閉應用的所有報錯，防止報錯內容可能暴露數據庫信息、服務路徑和其他可能的關鍵信息。⑦最后，web應用安全是個綜合性、專業(yè)性很強的問題，需要應用本身層面的安全考慮，同時也需要應用所依賴的硬件環(huán)境、網絡環(huán)境、操作系統等的安全策略。

1.3 問診系統的組成與功能

本套系統分為兩大終端：微信小程序和后臺PC端。微信小程序存在9個模塊，分別為登錄驗證、病案、傷口專科評估、TIME-H傷口評估量表影響傷口愈合因素評估、評估時間、TIME表、評估結果、傷口治療及評估整合，該模塊主要由登記注冊的臨床醫(yī)生和護士填寫，可規(guī)范化治療創(chuàng)傷傷口。后臺PC端存在4個模塊，分別是評估管理、用戶管理、權限管理及系統日志，該模塊由系統管理員負責，主要功能為收集創(chuàng)傷案例。傷口評估結果也是傷口治療方案有效性的直觀反映。主要包含以下幾個指標。

1.3.1 傷口面積縮小率

通過計算上一次評估的傷口和本次傷口評估面積比對，得出縮小率。(preLength*preWidth-nowLength*nowWidth)/(preLength*preWidth)得出的結果取4位小數

1.3.2 傷口愈合記分

傷口愈合記分包括6個因素：滲出物E、大小S、感染I、肉芽組織G、壞死組織N、潛行P，通過傷口評估時選擇的選項可以分別得出相應的分值，所有分值相加得出傷口愈合記分的總分。總分=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 傷口治療效果評定

治療效果判斷要依據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，只有當傷口深度減少或愈合記分減少才表示治療效果有效，根據排列組合會得出9種可能性：①當傷口深度無變化，愈合記分無變化：無效；②當傷口深度無變化，愈合記分增加：惡化；③當傷口深度無變化，愈合記分下降：有效；④當傷口深度增加，愈合記分無變化：惡化；⑤當傷口深度增加，愈合記分增加：惡化；⑥當傷口深度增加，愈合記分下降：無法評估；⑦當傷口深度減少，愈合記分無變化：有效；⑧當傷口深度減少，愈合記分增加：無法評估；⑨當傷口深度減少，愈合記分下降：有效。

2 智能問診系統的運用效果

2.1 研究對象

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

2.2 研究對象一般資料

納入研究的慢性傷口患者共203例，隨機分為對照組(常規(guī)換藥組)100例和觀察組(智能問診組)103例。對照組中男性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統計學意義(P>0.05)，隨訪時間(6±3)個月。見表1。

表1 兩組患者一般資料的比較

2.3 觀察組與對照組的處理

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

2.4 對照組與觀察組換藥次數、治療效果、疼痛感比較

對照組與觀察組換藥次數相比較無差異(P>0.05)；與對照組相比，觀察組顯效率、總有效率均增加，差異有統計學意義(P<005)，且觀察組疼痛感低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 兩組患者觀察指標的比較

2.5 工具測量時間的比較

本系統根據DESIGN-R工具可對壓瘡嚴重程度進行量化，以指導制定每個傷口的最佳干預方案，并監(jiān)測壓瘡傷口愈合的詳細過程。研究表明，該工具測量時間較短，僅2～6分鐘，而其他評估則需3～4分鐘，有效縮短臨床工作時間[2]。

3 討論

目前國內慢性創(chuàng)面分期主要依據患者的臨床癥狀，缺乏有效的實驗室檢查客觀依據，在慢性創(chuàng)面治療方面主要依靠醫(yī)師個人經驗和主觀判斷，缺乏系統、規(guī)范、標準化的管理方案，導致慢性傷口治療效果參差不齊。

3.1 智能問診系統的方法選擇

本系統的研制，通過臨床收集慢性創(chuàng)面的數據，針對不同的慢性創(chuàng)面數據進行歸納整理，強調慢性創(chuàng)面的分期實驗室檢查支撐的特性，針對性采用干預治療措施。在數據分析指導下，依據關聯分析對創(chuàng)傷慢性創(chuàng)面進行數據分析與整理，歸納出分期標準，然后運用支持向量機進行運算，支持向量機是與相關的學習算法有關的監(jiān)督學習模型，可以分析數據，識別模式，用于分類和回歸分析。進而生成慢性創(chuàng)面分析診斷治療軟件，形成系統、規(guī)范的慢性傷口標準化管理方案，為臨床處理創(chuàng)傷的護士和醫(yī)生提供標準化診斷標準，同時保存慢性創(chuàng)面的數據，方便研究案例查詢。

3.2 智能問診系統的優(yōu)勢

運用本系統軟件工具對慢傷創(chuàng)傷傷口患者治療和評估，均證實該工具有較好的應用價值，與傳統評估方式相比，患者信息化更完善，與原有紙質化記錄方式相比更為方便快捷。且信息化記錄數據可跟蹤評估，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。本研究中通過對慢性創(chuàng)面?zhèn)谏疃仍u分、傷口滲出物評分、傷口大小評分、傷口感染評分、傷口肉芽組織評分、傷口壞死組織評分等方面的客觀分析，依據標準構建數學算法，并編寫代碼，生成相應的診斷治療軟件，形成系統、規(guī)范的慢性傷口標準化管理方案，通過使用慢性傷口智能問診系統，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可對傷口進行規(guī)范化評估，根據數據分析明確下一步的治療方案的選擇，為對患者建立電子病例檔案，方便后期資料查詢、病歷統計、后期隨訪、管理，方便化的對臨床醫(yī)療和教學，更有利化的對臨床科學研究。并且慢性創(chuàng)傷傷口智能診斷系統適宜當前對地州醫(yī)院精準幫扶工作的開展，在加強地州醫(yī)院創(chuàng)傷傷口醫(yī)護救治能力提升等方面有著重要意義。