計(jì)算機(jī)信息管理論文計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)論文：統(tǒng)計(jì)分析在超聲診斷

1、計(jì)算機(jī)信息管理論文計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)論文:統(tǒng)計(jì)分析在超聲診斷數(shù)字化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要:討論如何采用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對系統(tǒng)已收集的大量病人病歷、圖像信息及其他醫(yī)學(xué)參數(shù)進(jìn)行自動化的醫(yī)學(xué)數(shù)理統(tǒng)計(jì),為醫(yī)學(xué)專業(yè)人員的學(xué)術(shù)研究提供決策數(shù)據(jù).關(guān)鍵詞:超聲診斷;統(tǒng)計(jì)分析;信息管理超聲診斷(Ultrasound Diagnosis是在現(xiàn)代電子學(xué)發(fā)展基礎(chǔ)上,將雷達(dá)技術(shù)與超聲原理相結(jié)合,廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)的診斷方法.過去醫(yī)院使用的超聲設(shè)備多屬于模擬設(shè)備,超聲診斷的圖像、視頻信息以模擬信號形式存儲,病歷表、超聲診斷報(bào)告采用低效的手工操作,此方式不符合醫(yī)學(xué)圖像存檔和超聲診斷信息的信息化需求1目前,國內(nèi)醫(yī)學(xué)和計(jì)算機(jī)領(lǐng)

2、域解決辦法主要有2種:一是采用全面數(shù)字化的B超設(shè)備,超聲信號的發(fā)射、接收、處理及圖像顯示等全部是數(shù)字化信號;二是將原有的模擬B超設(shè)備通過高速圖像采集卡與計(jì)算機(jī)結(jié)合,利用計(jì)算機(jī)完成病人信息登記、B超圖像采集、圖像處理、診斷報(bào)告編輯生成、打印等業(yè)務(wù)流程.上述2種方法實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)及超聲診斷病歷的數(shù)字化管理,但都未對收集的大量繁雜而分散的超聲數(shù)據(jù)資源進(jìn)行更深層次的分析和挖掘.本文主要研究采用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對系統(tǒng)已收集的大量病人病歷、圖像信息及其他醫(yī)學(xué)參數(shù)進(jìn)行自動化的醫(yī)學(xué)數(shù)理統(tǒng)計(jì),為臨床醫(yī)生和研究人員的學(xué)術(shù)研究提供決策數(shù)據(jù).1超聲診斷數(shù)字化管理系統(tǒng) 超聲診斷數(shù)字化管理系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與B型超聲診斷

3、儀技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)及超聲診斷病歷的數(shù)字化管理.超聲診斷數(shù)字化管理系統(tǒng)由超聲診斷設(shè)備、專用的圖像采集卡、計(jì)算機(jī)(客戶端和服務(wù)器、打印機(jī)、刻錄機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等幾部分組成,系統(tǒng)圖像采集卡的輸入端和超聲儀的視頻輸出端相接,圖像采集卡直接將超聲儀輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號存入計(jì)算機(jī)內(nèi),經(jīng)過像處理、圖像測量、編輯診斷報(bào)告等步驟,從打印機(jī)輸出附有圖片的超聲診斷報(bào)告,同時(shí)利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)完成對超聲資源的綜合管理2.2醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析基本原理醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)3以統(tǒng)計(jì)描述、統(tǒng)計(jì)推斷、關(guān)系分析以及統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)等為主要內(nèi)容,幫助人們對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.超聲診斷數(shù)字化系統(tǒng)中已收集了大量診斷病人的病歷、圖像信息及其他醫(yī)

4、學(xué)參數(shù),對數(shù)字化的醫(yī)學(xué)信息進(jìn)行自動化的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì),可對各類病歷進(jìn)行跟蹤、分析、研究,并對典型病歷進(jìn)行預(yù)測和防護(hù),為醫(yī)學(xué)專業(yè)人員的學(xué)術(shù)研究提供依據(jù).目前大多數(shù)的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)多采用專業(yè)化的SPSS軟件,應(yīng)用時(shí)需要把相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入,而且SPSS雖然功能強(qiáng)大但很難掌握.而在實(shí)際B超診斷應(yīng)用中,常用的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法并不是很多. B超診斷臨床中常用的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法是假設(shè)檢驗(yàn)和趨勢預(yù)測.因此可用該算法實(shí)現(xiàn)常用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),以滿足醫(yī)務(wù)人員的實(shí)際工作需求.2.1T檢驗(yàn) 假設(shè)檢驗(yàn)亦稱顯著性檢驗(yàn),是統(tǒng)計(jì)推斷的2個(gè)重要內(nèi)容之一.而T 檢驗(yàn)(t-test是最常用的數(shù)值變量資料的假設(shè)檢驗(yàn)方法,包括單樣本T 檢驗(yàn)和配對設(shè)計(jì)資料的T檢驗(yàn)4

5、.在B超醫(yī)學(xué)科學(xué)研究和醫(yī)療實(shí)踐中,常常遇到這種情況:檢查出患有某種疾病的某類病人的某個(gè)部位測量的值與正常人是否存在差異;對同一批病人治療前后的某些生理情況進(jìn)行測量以觀察療效;對同一批檢測對象用2種方法測定,比較2種方法的優(yōu)劣等.對于這些需求,常用的統(tǒng)計(jì)分析方法是T檢驗(yàn).(1T檢驗(yàn)的基本概念.選取統(tǒng)計(jì)量,使其概率分布趨近于T分布的顯著性檢測,稱為T檢驗(yàn)(t_test.基本思想是:假設(shè)2個(gè)均數(shù)是來自同一總體,雖然存在抽樣誤差,但均數(shù)很少超出95%或98%的可信限范圍,所以2個(gè)均數(shù)的差值是很小的,可認(rèn)為原假設(shè)成立.反之,若差值越大,假設(shè)不成立. T檢驗(yàn)是間接運(yùn)用概率論上的“小概率事件實(shí)際上是不可能性

6、”原理,拒絕那種在一次具體實(shí)踐中竟然出現(xiàn)小概率的不合理的原假設(shè),即概率小(不超過0.05的事件.因此t值與概率(P之間的關(guān)系為:t < t0.05(nP >0.05兩均數(shù)差異無顯著意義t0.05(ntt0.01(n0.05P>0.01兩均數(shù)差異有顯著意義tt0.01(nP0.01兩均數(shù)差異有極顯著意義(2T檢驗(yàn)的基本步驟:建立無效假設(shè)(H0.假設(shè)2均數(shù)差別時(shí)由抽樣誤差引起,如果能 H0成立,則t值很少有可能等于或超過t值表上所列的t0.05(n或t0.01(n的數(shù)值;計(jì)算t值.計(jì)算t值有很多種方法,可根據(jù)不同的分析目的選擇合適的計(jì)算方法;確定概率(P的值.在t值表(一種對應(yīng)表

7、根據(jù)自由度查出的t0.05(n和t0.01(n的t值,與計(jì)算出的t值比較,求得P值;判斷結(jié)果.從P值的大小肯定或否定原無效的假設(shè),從而得出2個(gè)均數(shù)差別有無顯著意義的結(jié)論,結(jié)合專業(yè)知識,得出合乎實(shí)際的判斷結(jié)果.(3T檢驗(yàn)的數(shù)學(xué)模型為:標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式:S =X2-( X2nn-1標(biāo)準(zhǔn)誤計(jì)算公式:S-X=Sn單樣本T檢驗(yàn)t值計(jì)算公式: t =|-x-u |S-x配對T檢驗(yàn)t值計(jì)算方法:t =|-X-u |S-X=|-X-0|S-X=|-X |S-XS =d2-(d2nn-1(d為差值平均值2.2趨勢預(yù)測(1趨勢預(yù)測.預(yù)測是根據(jù)事物過去發(fā)展變動的客觀過程和某些規(guī) 律性,參照當(dāng)前己經(jīng)出現(xiàn)和正在出現(xiàn)的各種

8、可能性,應(yīng)用現(xiàn)代管理的、數(shù)學(xué)的和統(tǒng)計(jì)的方法,對事物未來可能出現(xiàn)的趨勢和可能到達(dá)的水平所作的一種科學(xué)推測5.在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,趨勢預(yù)測有著重要的意義,比如疾病預(yù)測,在流行病學(xué)方面主要指對某疾病未來流行趨勢、流行水平的質(zhì)與量的估計(jì)等.預(yù)測理論和方法的門類繁多,目前主要有外推法、相關(guān)法、解析法、回歸分析法、時(shí)間序列法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色理論預(yù)測法、卡爾漫濾波法、小波分析預(yù)測法、專家系統(tǒng)法、分析預(yù)測法等.在醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)中所做的工作大多與時(shí)間有關(guān)(例如按月份排列的肺炎患者數(shù)量,期望根據(jù)歷史時(shí)期某種疾病的發(fā)生情況預(yù)測出未來某個(gè)時(shí)期這種疾病的發(fā)生情況.時(shí)間序列預(yù)測方法有許多種具體方法,如移動平均法、指數(shù)平滑法、趨勢外推

9、法、季節(jié)指數(shù)預(yù)測法等.(2時(shí)間序列預(yù)測方法.時(shí)間序列又稱為動態(tài)數(shù)列,它是將某個(gè)變量的觀測值按時(shí)間先后順序排列所形成的數(shù)據(jù).時(shí)間序列預(yù)測法6-7是根據(jù)某個(gè)疾病的時(shí)間序列,依據(jù)慣性原理,通過統(tǒng)計(jì)分析或建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行趨勢外推,以對未來可能值做出定量預(yù)測的方法.時(shí)間序列預(yù)測是研究預(yù)測對象與演變過程所經(jīng)歷的時(shí)間之間的關(guān)系.這種方法以預(yù)測目標(biāo)Y為因變量,所經(jīng)歷的時(shí)間t為自變量,其數(shù)學(xué)模型為:Y = f(t,稱為Y-t型.(3指數(shù)平滑預(yù)測模型.指數(shù)平滑算法是在移動平均法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種預(yù)測方法,是移動平均法的改進(jìn)形式,它克服了移動平均 法需要大量資料的缺點(diǎn),而且計(jì)算簡便8.下面討論一次及二次平滑算法

10、的數(shù)據(jù)模型.一次指數(shù)平滑法的預(yù)測模型為:S(1t= aYt+(1-aS(1t-1式中:S(1t為t期的一次平滑法,作為t+l期的預(yù)測值; Yt為t期的實(shí)際值; S(1t-1為t-1期的一次指數(shù)平滑值,即t的預(yù)期值; a為平滑系數(shù),并且0a1.可見,它是利用本期的實(shí)際值和本期的預(yù)測值,通過二者的不同加權(quán)分配求得一個(gè)指數(shù)平滑值作為下一期的預(yù)測值.由預(yù)測公式可以看出,a的選擇對預(yù)測結(jié)果的影響很大.二次指數(shù)滑算法是對一次指數(shù)平滑后的序列數(shù)據(jù)再做一次平滑.二次指數(shù)平滑法用于預(yù)測的線性方程為:Yt+T= at+ btT式中:Yt+T為t+T期的預(yù)測值;t為一次指數(shù)和二次指數(shù)的平滑值的時(shí)間;T是由本期到預(yù)測

11、期的時(shí)期數(shù);at、bt為二次指數(shù)平滑系數(shù).計(jì)算公式為:at=2S(1T-S(2tbt=a1-aS(1t-S(2t其中, a為加權(quán)因子,S(2t= aS(1t+(1-aS(2t.式中:S(1t=ayt+(1-aS(1t-1為一次指數(shù)平滑值;S(2t為二次指數(shù)平滑值;a為平滑系數(shù),0< a <1. 3醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析的實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)分析模塊主要完成醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計(jì),其實(shí)現(xiàn)采用Visual c+6.0編程.3.1T檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析模塊完成了醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)中的T檢驗(yàn)功能,包括單樣本T檢驗(yàn)和配對T檢驗(yàn).工作流程如下:(1將檢驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在CGridCtrl控件中.檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得有2種方法:一是從超聲診斷數(shù)字化系

12、統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中取得患者的相關(guān)數(shù)據(jù);二是由醫(yī)生自行輸入數(shù)據(jù);(2確定檢驗(yàn)方式,選擇相應(yīng)的T檢驗(yàn)方法;(3根據(jù)選擇t檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)模型計(jì)算T值,然后進(jìn)3.·66·入自動查表過程,進(jìn)一步推算出P值.醫(yī)生可以依據(jù)P值,獲得檢驗(yàn)的結(jié)論.3種統(tǒng)計(jì)算法的函數(shù)原形為:void ttest:OnGetDataFromDataBase( /讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)void ttest:OnInputDataByYourself( /自行輸入數(shù)據(jù)void ttest:OnOneSampleTTest( /單樣本T檢驗(yàn)void ttest:OnPeiduiTTest( /配對T檢驗(yàn)3.2趨勢預(yù)測模塊趨勢預(yù)測采用了

13、時(shí)間序列預(yù)測方法,主要方法是移動平均法、指數(shù)平滑移動法和季節(jié)指數(shù)預(yù)測法.用戶可以根據(jù)需求選擇不同的預(yù)測算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢預(yù)測.例如,某醫(yī)院就醫(yī)患者的數(shù)量有季節(jié)變動規(guī) 律,就選取季節(jié)指數(shù)預(yù)測法,然后采用二次滑動平均預(yù)測法給出線性趨勢.趨勢預(yù)測模塊主要功能有:(1按日期統(tǒng)計(jì)病歷表中的患者個(gè)數(shù),使用季節(jié)指數(shù)算法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測,可以此推斷該醫(yī)院B超就診人數(shù)趨勢,便于醫(yī)院管理者作出決策.(2統(tǒng)計(jì)某種疾病發(fā)病患者總數(shù)變化特征,并預(yù)測發(fā)病的趨勢.在數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上,繪制出趨勢變化的二維曲線(3可以有選擇地計(jì)算某幾個(gè)病癥的發(fā)病趨勢.用戶可以根據(jù)自己的需求,點(diǎn)擊下拉列表框,選擇想要查看的某幾種病癥的趨勢預(yù)測

14、圖,直觀方便.工作流程如下:選擇要預(yù)測的數(shù)據(jù)源;輸入預(yù)測的時(shí)間序列;選擇預(yù)測模型;根據(jù)選擇的預(yù)測方式的數(shù)學(xué)模型,計(jì)算出一系列的預(yù)測值;進(jìn)行曲線擬合,繪制出趨勢變化的二維曲線.3種統(tǒng)計(jì)算法的函數(shù)原形為:double MoveAgv(double *a,int ndouble ExpAgv(double *n,double adouble * SersonExp(double p4,double a,double b 4結(jié)語隨著醫(yī)院內(nèi)部現(xiàn)代化醫(yī)療儀器與裝置的增加,遠(yuǎn)程會診、醫(yī)院信息管理(HIS Hospital InformationSystem和醫(yī)學(xué)影像存檔與通信系統(tǒng)(PACS ,Pic-tur

15、e Archiving and Communication Systems等信息化的需要,數(shù)字化的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)量激增.但目前超聲診斷管理系統(tǒng)中,多是完成B 超信息的數(shù)字化,不涉及對醫(yī)學(xué)數(shù)字信息的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析.借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對數(shù)字化的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述、統(tǒng)計(jì)推斷、關(guān)系分析,對病歷進(jìn)行跟蹤、分析和研究,從而分析出有價(jià)值的結(jié)論用以指導(dǎo)臨床醫(yī)生和研究人員有關(guān)決策.這對于疾病的預(yù)防、控制、治療及研究具有極為重要的意義.參考文獻(xiàn):1邢福工.醫(yī)院信息系統(tǒng)的實(shí)施策略J.醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志, 2009,30(8:17-20.2欒材富.超聲影像網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用J.醫(yī)療設(shè)備信息, 2007(3:30-32.3劉桂芬.醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)M.北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社,2007.4朱紅雨,陸