一种心血管疾病大数据分析系统及方法与流程

本发明属于统计学中数据分析以及软件开发中javaweb开发技术领域，涉及体检信息管理及javaweb开发，具体为一种心血管疾病大数据分析系统及方法。

背景技术：

中国的基础医疗数据量庞大，心血管医生的临床诊疗水平也在迅速提高，但就临床科研的成果、临床数据的应用而言，与世界先进水平还有差距。因此对这些临床大数据进行针对重大疾病的有效挖掘与临床应用显得非常重要。随着人们日常生活水平的提高，全国心血管疾病患病人数已接近21％，心血管疾病对生命的威胁越加严重，是我国居民最主要的死亡原因。因此，对心血管疾病数据进行统计分析，提前预警就显得非常重要。

数据分析是指用适当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析，提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。这一过程也是质量管理体系的支持过程。在实用中，数据分析可帮助人们作出判断，以便采取适当行动。数据分析的数学基础在20世纪早期就已确立，但直到计算机的出现才使得实际操作成为可能，并使得数据分析得以推广。数据分析是数学与计算机科学相结合的产物。javaweb也就是j2ee，javaweb主要是使用各种java企业级技术来解决相关web互联网领域的技术总和。java在服务器端的应用非常的丰富，比如servlet，jsp和第三方框架等等，现有的网页系统大多由javaweb实现。

公开号cn109102848a的中国专利公开了一种基于web的心电数据管理系统，包括基于web的用户交互界面、具备数据挖掘功能的服务器和心电数据上传设备，所述基于web的用户交互界面向具备数据挖掘功能的服务器发送操作请求，并接收具备数据挖掘功能的服务器的操作请求响应数据，显示操作请求响应数据；所述具备数据挖掘功能的服务器接收基于web的用户交互界面的操作请求并响应该操作请求；所述具备数据挖掘功能的服务器还接收心电数据上传设备上传的心电数据，对上传的心电数据信息进行数据挖掘得到分析诊断结论，实现了用户上传的心电数据基于数据挖掘得到较为准确心电诊断结论，实现了用户可通过web前端对自身的心电档案进行管理。该系统对用户的心电数据进行管理和挖掘，其主要是解决基于心电数据得到准确心电诊断结论的问题，没有考虑基于用户的个人体检信息进行疾病预警。

公开号cn108922623a的中国专利公开了一种健康风险评估和疾病预警信息系统，该系统包括职工健康管理系统和个人健康系统；职工健康管理系统包括职工基础信息管理模块、职工健康数据采集模块、职工健康调查问卷管理模块等十一个模块；个人健康系统由普通用户注册子模块、个人信息管理子模块、个人健康史管理子模块、日常健康监测子模块、医疗病休管理子模块、健康调查问卷子模块、年度健康体检子模块、健康状况评估子模块、疾病风险评估子模块、健康促进管理子模块、健康咨询论坛子模块组成。本发明的健康风险评估和疾病预警信息系统，形成了健康管理、健康风险评估和健康风险干预控制一体化网络管理模式。该系统在进行疾病状况预警时，是依据体检数据、主要慢性病登记数据、调查问卷数据以评估模型算法库为基础来进行疾病状况预警的，在此过程中，没有考虑用户在每次体检时对自身身体状况的个人评价，没有将每次体检数据与当次的用户个人身体状况评价相结合来进行疾病状况评估预警，其疾病状况预警结果存在一定的误差。

因此，需要提供一种系统及方法，不仅可以对体检数据进行统计分析，以可视化的方式展现，而且可以更准确的对检查出身体状况异常的人员进行预警，告知体检人员自身健康状况，及早做出准备，进一步的检查。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种心血管疾病大数据分析系统及方法，基于用户的体检信息及用户在当次体检时的个人身体状况评价，结合大数据分析进行心血管疾病的预警，其针对性强，预警结果准确。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种心血管疾病大数据分析系统，所述系统采用b/s架构，包括基于web的用户交互界面、web应用服务器和数据库服务器，所述基于web的用户交互界面向所述web应用服务器发送操作请求，并接收所述web应用服务器的操作请求响应数据，显示操作请求响应数据；所述web应用服务器接收基于web的用户交互界面的操作请求，并基于hibernate框架访问所述数据库服务器以及接收所述数据库服务器返回的操作结果；所述web应用服务器还接收通过所述基于web的用户交互界面上传的体检数据和与当次体检数据对应的用户身体状况自评数据，对上传的体检数据及用户身体状况自评数据进行大数据分析得到疾病预警结论。

优选地，所述用户身体状况自评数据包括五个等级，将等级1至2设为不健康等级，将等级3至5设为健康等级，以处于健康等级的人群为基础，根据大数定律和中心极限定理，对体检数据中各体检指标建立95％置信区间。

优选地，通过所述基于web的用户交互界面上传的体检数据包括多个体检项目，每个体检项目对应有体检指标，当所述体检指标处于所述置信区间内，则判断所述体检指标对应的体检项目为正常，否则记为异常。

优选地，所述web应用服务器对记为异常的体检指标进行记录，并将记录结果发送给用户。

优选地，所述web应用服务器内设有体检信息管理系统，所述体检信息管理系统包括体检用户管理模块、体检结果管理模块、体检项目管理模块和统计分析模块。

优选地，所述体检信息管理系统的使用者包括：管理员、授权用户、体检用户。

优选地，所述管理员的操作权限包括：对系统信息、功能模块、体检用户信息、授权用户信息的增加、删除、修改及查询。

优选地，所述授权用户的操作权限包括：对系统信息、体检项目、体检结果的增加、删除、修改及查询；对体检用户信息和统计分析结果的查询。

优选地，所述体检用户的操作权限包括：对系统信息、个人信息和体检结果的查询。

一种心血管疾病大数据分析方法，所述方法采用上述的系统实现，所述方法包括以下步骤：

步骤1，采用b/s架构建立心血管疾病大数据分析系统平台；

步骤2，获取用户的体检数据及与当次体检数据对应的用户身体状况自评数据；

步骤3，基于获取的用户身体状况自评数据建立各体检指标的95％置信区间；

步骤4，将体检数据中的实时体检指标与各体检指标的95％置信区间进行匹配，若处于置信区间内，则为正常指标，否则记为异常指标；

步骤5，将异常指标记录结果发送给用户，对用户进行健康预警。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)本发明基于用户的体检信息及用户在当次体检时的个人身体状况评价，结合大数据分析进行心血管疾病的预警，其充分考虑了体检用户在进行体检时的实时身体状况，从而对于心血管疾病的预警分析的针对性更强，预警结果更准确；2)本发明不仅可以对体检数据进行统计分析，以可视化的方式展现，而且可以更准确的对检查出身体状况异常的人员进行预警，告知体检人员自身健康状况，及早做出准备，进一步的检查。

附图说明

图1为本发明的系统框架结构示意图；

图2为本发明的体检信息管理系统的结构示意图；

图3为置信区间的计算示意图；

图4为根据实施例的正常区间柱状图；

图5为根据实施例的异常数柱状图；

图6为根据实施例的心血管疾病高危人群趋势图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种心血管疾病大数据分析系统，所述系统采用b/s架构，包括基于web的用户交互界面、web应用服务器和数据库服务器，所述基于web的用户交互界面向所述web应用服务器发送操作请求，并接收所述web应用服务器的操作请求响应数据，显示操作请求响应数据；所述web应用服务器接收基于web的用户交互界面的操作请求，并基于hibernate框架访问所述数据库服务器以及接收所述数据库服务器返回的操作结果；所述web应用服务器还接收通过所述基于web的用户交互界面上传的体检数据和与当次体检数据对应的用户身体状况自评数据，对上传的体检数据及用户身体状况自评数据进行大数据分析得到疾病预警结论。

本发明的系统采用的是b/s架构的设计布局，也就是浏览器和服务器架构。由浏览器提供，接受用户输入的各种操作信息，向服务器端发送各种操作指令和数据请求，并接收执行指令后返回的数据结果，根据业务逻辑进行相关的运算，最后向用户显示相关信息。服务器负责浏览器端的数据或命令请求，数据库服务器所执行数据库操作得到一个数据集，对该数据集进行对应的处理，然后把数据集或者处理后的数据集传送给浏览器端。

具体地，所述基于web的用户交互界面可选用ie浏览器等。所述web应用服务器采用tomcat实现。tomcat服务器使用hibernate框架与数据库服务器进行数据交互。

作为一种实施方式，将用户身体状况自评数据设置为五个等级，其中，将等级1至2设为不健康等级，将等级3至5设为健康等级，以处于健康等级的人群为基础，根据大数定律和中心极限定理，对体检数据中各体检指标建立95％置信区间。在建立置信区间后，对于通过所述基于web的用户交互界面上传的体检数据进行置信区间与实时指标数据的匹配，用户的一份体检数据包括多个体检项目，每个体检项目对应有体检指标，当所述体检指标处于所述置信区间内，则判断所述体检指标对应的体检项目为正常，否则记为异常。并且，所述web应用服务器对记为异常的体检指标进行记录，然后将记录结果发送给用户，对用户进行健康预警，提醒用户体检数据中的异常指标，建立用户进行进一步检查。

对于体检用户而言，其用户信息代表着一个体检用户的身份，比如基本信息(姓名，性别，身份证号)、体检用户的体检时间、体检结果等情况，一个体检用户的体检结果的所代表的健康情况是至关重要的。因此，对用户体检信息的管理必须严密、集中且及时。而随着健康体检的普及，体检用户人数日趋激增，体检信息管理也就显得尤为重要。同时需要做出高发人群趋势图(如冠心病等)以便分析，因此系统的自动化管理就显得非常有必要。用户信息管理主要包含体检用户的基本信息、体检结果、体检项目管理。若是人工操作整理这些数据是非常浪费时间和人力资源的，同时后期也不利于管理。那么开发出具有完整性和系统性的体检信息管理系统可以方便、准备、快捷地掌握体检用户的健康状态并及时向用户预警。为此，本发明在所述web应用服务器内设有体检信息管理系统，如图2所示。

作为一种实施方案，所述体检信息管理系统包括体检用户管理模块、体检结果管理模块、体检项目管理模块和统计分析模块。所述体检信息管理系统的使用者包括：管理员、授权用户、体检用户。每类使用者的操作权限是不同的，按照不同用户等级来划分。管理员具有系统管理、用户信息管理和功能模块管理的权限，即对系统信息、功能模块、用户信息进行增加、删除、修改和查询的权限。授权用户具有体检用户信息管理、体检结果管理、体检项目管理的权限，即对系统信息、体检项目、体检结果的增加、删除、修改及查询权限，以及对体检用户信息和统计分析结果的查询权限。体检用户具有体检结果和体检项目查询的权限，以及具有系统信息、个人信息查询的权限。

为了系统的安全操作和体检信息的管理，每一个等级的用户都需要进行身份验证进入系统，但系统内部仅针对管理员开放，内部的管理与维护也将由管理员来完成，且仅管理员有权利更改系统信息。对于体检信息管理系统，数据管理和查看是很重要的，不同等级的用户只能查看或者更改一部分数据。数据的更改对于管理员是没有限制权限的，管理员作为超级用户具有所有权限，授权用户根据身份不同对部分结果和信息具有更改权限。在管理员对系统进行管理时，可以添加，删改用户，对用户进行授权，并且对系统信息和功能进行修改，而体检用户，可以查询自身相关信息，不能查看别人信息，也不能修改自己的信息。

作为一种实施方式，本发明还提供一种心血管疾病大数据分析方法，所述方法采用上述的系统实现，所述方法包括以下步骤：

步骤1，采用b/s架构建立心血管疾病大数据分析系统平台；

步骤2，获取用户的体检数据及与当次体检数据对应的用户身体状况自评数据；

步骤3，基于获取的用户身体状况自评数据建立各体检指标的95％置信区间；

步骤4，将体检数据中的实时体检指标与各体检指标的95％置信区间进行匹配，若处于置信区间内，则为正常指标，否则记为异常指标；

步骤5，将异常指标记录结果发送给用户，对用户进行健康预警。

实施例

本实施例以冠心病为例，基于体检数据和与当次体检数据对应的用户身体状况自评数据进行大数据分析，对用户身体进行健康预警。

1、采用b/s架构建立心血管疾病大数据分析系统平台。在平台内设置体检信息管理系统，该系统包括体检用户管理模块、体检结果管理模块、体检项目管理模块和统计分析模块。所述体检用户管理模块对所述体检信息管理系统的使用者进行分级授权，具体为：管理员、授权用户、体检用户。管理员具有对系统信息、功能模块、体检用户信息、授权用户信息的增加、删除、修改及查询的权限；授权用户具有对系统信息、体检项目、体检结果的增加、删除、修改及查询的权限，以及对体检用户信息和统计分析结果查询的权限；体检用户具有对系统信息、个人信息和体检结果的查询权限。

2、登录所述系统平台，管理员或授权用户通过所述体检项目管理模块建立对应的体检项目，具体包括：血压(收缩压、舒张压)、体重指数、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯及空腹血糖。

3、体检用户登录所述系统平台，上传体检数据及与当次体检数据对应的用户身体状况自评数据至所述统计分析模块。所述统计分析模块对用户身体状况自评数据进行处理，将用户身体状况自评数据设置为五个等级，其中，将等级1至2设为不健康等级，将等级3至5设为健康等级，以处于健康等级的人群为基础，根据大数定律和中心极限定理，对体检数据中各体检指标建立95％置信区间，所述置信区间即为对应指标的正常区间。指标值在区间内即为正常，否则记为异常值。

具体地，根据大数定律和中心极限定理，m服从：

因此，可以算出以μ为中心，面积s为0.95的区间，如图3所示，即

本实施例中，σ＝2/3，n＝1000。以血压舒张压为例，用户的舒张压处于正常区间的情况如图4所示，舒张压的最小值和最大值分别为59和90；通过柱状图可以很清晰的观察到正常区间的上下限。用户的舒张压处于异常的情况如图5所示，其中，图形右侧代表总数据量，而左侧的则是代表异常值的数量。

进一步地，所述统计分析模块还对体检数据进行基础分析，生成便于可视化操作的统计分析图，可视化地展示指标的最大值、最小值及均值。将指标样本{收缩压、舒张压、体重指数、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯、空腹血糖}设为{x1,x2,…,x8}，记xmax＝x1，若xmax>x2，xmax＝xmax,否则xmax＝x2，依次进行，直到所有数据遍历结束，xmax即为该指标最大值；记xmin＝x1，若xmin<x2，xmin＝xmin,否则xmin＝x2，依次进行，直到所有数据遍历结束，xmin即为该指标最小值；记xbar＝(x1+x2+…+xn)/n即为该指标均值。体检数据通过基于浏览器以统计分析图的形式进行可视化展示，最大值、最小值及均值均在图形上可视化展示，同时，还可对浏览器展示的可视化图形进行折线图/柱状图切换、数据视图、图片保存、区域缩放和还原等功能。

步骤4，所述体检结果管理模块对所述统计分析模块统计的异常值进行记录，将体检结果中与冠心病关系紧密的八项指标中的异常数据进行标记，只要有一项指标出现异常即记为冠心病高发人群，做出以月份为横轴，高发人群数为纵轴的趋势图，并分别作出每一年的高发人群数的折线图，如图6所示，横轴为月份，三条线分别代表2016年至2018年的数据。对于体检指标异常的用户，所述体检结果管理模块发送健康预警邮件，对用户进行健康提醒。

本发明在体检时增加新指标，以得到健康人群的正常区间，不拘泥于指标的传统正常区间；并得到某疾病的高发人群趋势图之后也可针对性的发现问题并提出建议。此外，本发明也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于同领域内其他疾病或问题分析的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。