基于数据挖掘的慢性创伤伤口智能问诊系统研制与运用效果

刘立芳，卢德玮，王 峻，范丽梅

(云南大学附属医院，云南 昆明 650021)

慢性创面的发病率逐年增加，具有病程长、致残率高、治疗难度大等特点，严重危害患者生命健康，造成极大的社会和经济负担，是临床上面临的棘手问题，是目前医学研究的重点和难点[1，2]。目前医院的主要治疗模式是根据评分标准进行评分，医生根据自身的临床经验，选择敷料和治疗方式，没有统一的数据收集标准和治疗方式。本文基于数据挖掘的智能问诊系统可以改善诊疗不规范的现状，医生可根据系统有目的地收集各项数据，系统自动记录并计算出结果，给出合理的治疗方式，形成系统、规范的慢性伤口标准化管理方案，降低患者疼痛感，提升治疗的安全性及满意度。

1 智能问诊系统的研制

1.1 研制的原则和方法

本软件系统数据收集选择由日本压力溃疡学会(Japanese Society of Pressure Ulcers，JSPU)的科学教育委员会研发的评估工具DESIGN-R，评价压疮的严重程度，并使用可观察指标监测愈合。本软件系统数据收集后处理的工具支持向量机算法，根据对照组收集的数据，进行模型重建，选出最佳的治疗方式，推荐给临床医生。

1.2 问诊系统研制的过程

伤口评估管理系统小程序端通过uni-app构建，为方便用户操作和管理，前端采用Vue搭建单页面系统，采用Appnium+Python做自动化测试。服务端使用PHP开发语言，Utility层定义通用工具类和方法，Dao层做数据库访问和操作，Service层实现业务逻辑服务，Controller做请求处理，并调用对应的Service服务处理。核心业务数据采用MySQL存储，并根据业务数据类型做读写分离，采用高效的Redis做缓存服务。使用PHPUnit做单元测试，采用Selenium做自动化测试。在接口安全性方面，通过加密后的token和过期时间来验证用户是否登录；业务数据通过参数、值和固定参数做AES/RSA加解密的签名算法来防止接口非法调用；签名算法中加入时间戳和随机数来防止接口被重放攻击；最后接口服务加上ssl证书防止被窃取篡改。

①强化数据库密码，限制数据库用户权限，更改数据库默认端口，通过IP白名单限制数据库连接IP，防止获取到数据库操作权限。②所有的sql语句都将强制使用参数化筛选语句，杜绝用户输入直接嵌入sql，我们也会在开发过程的所有阶段执行代码安全检查，以防止sql注入。③用户页面输入都将检查内容是否有非法内容、恶意脚本，并清理过滤才呈现到页面，防止xss漏洞攻击。④在http接口请求中加入一个随机产生的token，服务端建立拦截器来验证token，如果没有token或token不正确，则可能是csrf攻击然后拒绝请求。⑤上传的文件严格限制格式、大小和目录，移除上传组件的demo代码，防止组件漏洞泄漏，带来文件上传安全风险。⑥上线后关闭应用的所有报错，防止报错内容可能暴露数据库信息、服务路径和其他可能的关键信息。⑦最后，web应用安全是个综合性、专业性很强的问题，需要应用本身层面的安全考虑，同时也需要应用所依赖的硬件环境、网络环境、操作系统等的安全策略。

1.3 问诊系统的组成与功能

本套系统分为两大终端：微信小程序和后台PC端。微信小程序存在9个模块，分别为登录验证、病案、伤口专科评估、TIME-H伤口评估量表影响伤口愈合因素评估、评估时间、TIME表、评估结果、伤口治疗及评估整合，该模块主要由登记注册的临床医生和护士填写，可规范化治疗创伤伤口。后台PC端存在4个模块，分别是评估管理、用户管理、权限管理及系统日志，该模块由系统管理员负责，主要功能为收集创伤案例。伤口评估结果也是伤口治疗方案有效性的直观反映。主要包含以下几个指标。

1.3.1 伤口面积缩小率

通过计算上一次评估的伤口和本次伤口评估面积比对，得出缩小率。(preLength*preWidth-nowLength*nowWidth)/(preLength*preWidth)得出的结果取4位小数

1.3.2 伤口愈合记分

伤口愈合记分包括6个因素：渗出物E、大小S、感染I、肉芽组织G、坏死组织N、潜行P，通过伤口评估时选择的选项可以分别得出相应的分值，所有分值相加得出伤口愈合记分的总分。总分=渗出物E(a分)+大小S(b分)+感染I(c分)+肉芽组织G(d分)+坏死组织N(e分)+潜行P(f分)。

1.3.3 伤口治疗效果评定

治疗效果判断要依据上一次伤口深度和本次伤口的深度、上一次伤口愈合记分和本次伤口愈合记分做综合判断处理，只有当伤口深度减少或愈合记分减少才表示治疗效果有效，根据排列组合会得出9种可能性：①当伤口深度无变化，愈合记分无变化：无效；②当伤口深度无变化，愈合记分增加：恶化；③当伤口深度无变化，愈合记分下降：有效；④当伤口深度增加，愈合记分无变化：恶化；⑤当伤口深度增加，愈合记分增加：恶化；⑥当伤口深度增加，愈合记分下降：无法评估；⑦当伤口深度减少，愈合记分无变化：有效；⑧当伤口深度减少，愈合记分增加：无法评估；⑨当伤口深度减少，愈合记分下降：有效。

2 智能问诊系统的运用效果

2.1 研究对象

连续入选2018年7月至2021年3月在云南大学附属医院就诊的慢性伤口患者纳入研究。入选标准：①符合慢性伤口诊断标准；②伤口病程≥4周；③治疗过程严格遵从研究措施；④年龄≥18岁。排除标准：①伴严重心肺肝肾等疾病者；②入院时已确诊为局部广泛性坏死需截肢者；③不配合治疗者；④同时参与其他研究者。

2.2 研究对象一般资料

纳入研究的慢性伤口患者共203例，随机分为对照组(常规换药组)100例和观察组(智能问诊组)103例。对照组中男性69例、女性31例，年龄(52.73±29.02)岁；观察组中男性70例、女性33例，年龄(54.17±26.91)岁。两组患者年龄、性别、糖尿病病史等一般资料相比较差异无统计学意义(P>0.05)，随访时间(6±3)个月。见表1。

表1 两组患者一般资料的比较

2.3 观察组与对照组的处理

对照组采取常规换药方法，即先彻底清除伤口坏死组织，再用生理盐水进行创面清洗，接着用消毒液进行伤口消毒，最后直接用敷料覆盖，换药间隔时间固定。观察组在湿性愈合理论指导下通过慢性伤口智能问诊系统进行换药流程优化，即先彻底清除伤口坏死组织，再用生理盐水进行创面清洗，根据伤口结痂情况选用锐器清除与水胶体自溶清创相结合的方式进行清创，通过慢性伤口智能问诊系统根据伤口分类选取合适的湿性敷料覆盖，并根据伤口渗液情况进行敷料种类调整和换药。

2.4 对照组与观察组换药次数、治疗效果、疼痛感比较

对照组与观察组换药次数相比较无差异(P>0.05)；与对照组相比，观察组显效率、总有效率均增加，差异有统计学意义(P<005)，且观察组疼痛感低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 两组患者观察指标的比较

2.5 工具测量时间的比较

本系统根据DESIGN-R工具可对压疮严重程度进行量化，以指导制定每个伤口的最佳干预方案，并监测压疮伤口愈合的详细过程。研究表明，该工具测量时间较短，仅2～6分钟，而其他评估则需3～4分钟，有效缩短临床工作时间[2]。

3 讨论

目前国内慢性创面分期主要依据患者的临床症状，缺乏有效的实验室检查客观依据，在慢性创面治疗方面主要依靠医师个人经验和主观判断，缺乏系统、规范、标准化的管理方案，导致慢性伤口治疗效果参差不齐。

3.1 智能问诊系统的方法选择

本系统的研制，通过临床收集慢性创面的数据，针对不同的慢性创面数据进行归纳整理，强调慢性创面的分期实验室检查支撑的特性，针对性采用干预治疗措施。在数据分析指导下，依据关联分析对创伤慢性创面进行数据分析与整理，归纳出分期标准，然后运用支持向量机进行运算，支持向量机是与相关的学习算法有关的监督学习模型，可以分析数据，识别模式，用于分类和回归分析。进而生成慢性创面分析诊断治疗软件，形成系统、规范的慢性伤口标准化管理方案，为临床处理创伤的护士和医生提供标准化诊断标准，同时保存慢性创面的数据，方便研究案例查询。

3.2 智能问诊系统的优势

运用本系统软件工具对慢伤创伤伤口患者治疗和评估，均证实该工具有较好的应用价值，与传统评估方式相比，患者信息化更完善，与原有纸质化记录方式相比更为方便快捷。且信息化记录数据可跟踪评估，观察治疗效果是否有利，与原有的仅凭医生主管判断的方式相比更佳。本研究中通过对慢性创面伤口深度评分、伤口渗出物评分、伤口大小评分、伤口感染评分、伤口肉芽组织评分、伤口坏死组织评分等方面的客观分析，依据标准构建数学算法，并编写代码，生成相应的诊断治疗软件，形成系统、规范的慢性伤口标准化管理方案，通过使用慢性伤口智能问诊系统，提高效果，降低患者疼痛感，提升治疗的安全性及满意度。慢性创伤伤口智能诊断系统可对伤口进行规范化评估，根据数据分析明确下一步的治疗方案的选择，为对患者建立电子病例档案，方便后期资料查询、病历统计、后期随访、管理，方便化的对临床医疗和教学，更有利化的对临床科学研究。并且慢性创伤伤口智能诊断系统适宜当前对地州医院精准帮扶工作的开展，在加强地州医院创伤伤口医护救治能力提升等方面有着重要意义。