CN111797619B - 根据公式自动计算观察项的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种根据公式自动计算观察项的装置及方法，包括：数据接收模块；数据存储模块；观察项模块，对观察项进行模型定义；字典模块，定义字典类观察项的计算值；计算公式模块，定义观察项之间的关联计算的若干第一计算公式；计算触发模块，定义每一个第一计算公式的触发条件；计算运行时模块，根据计算触发模块定义的触发条件自动调用对应的第一计算公式对数据存储模块中存储的观察项进行关联计算。本发明的根据公式自动计算观察项的装置及方法，对观察项进行模型定义，对字典类观察项设定对应的计算值，设定观察项之间的关联计算的若干第一计算公式，设定每个第一计算公式的触发条件，自动对输入的观察项进行关联计算。

Description

根据公式自动计算观察项的装置及方法
技术领域
本发明涉及医疗信息处理技术领域，尤其涉及一种根据公式自动计算观察项的装置及方法。
背景技术
随着医疗信息化技术的不断发展，患者临床观察项记录已经大量依赖于信息系统，例如生命体征、给药计量、出入量统计、临床评分。观察项信息来源多种多样，可能来自护理人员手动记录，可能由医疗设备采集，也有可能来自其他信息系统如医院管理系统、检验科信息系统、电子医嘱系统。
观察项信息具有复杂度高和相关性强的特点，例如临床评分需要从很多数据来源提取观察项数据，进行计算汇总然后映射到最终评分，观察项之间存在多种相互依赖的计算关系。另外，观察项之间的关系会存在随着应用场景变化的需求，这就要求计算公式有着一定的可配置性。
现有技术中，信息来源不一致经常会造成信息的口径不统一，从而降低数据的相关性和可利用率。观察项之间的关联计算往往依赖于信息系统的硬编码来实现，不能满足用户对观察项数据记录和分析的需求。因此提供一种可以灵活配置的观察项数据计算装置是非常有必要的。
发明内容
本发明提供了一种根据公式自动计算观察项的装置及方法，采用如下的技术方案：
一种根据公式自动计算观察项的装置，包含：
数据接收模块，用于接收若干观察项，观察项包含字典类观察项和数值类观察项；
数据存储模块，用于存储接收到的观察项；
观察项模块，用于对所有观察项进行模型定义；
字典模块，用于定义不同字典类观察项所对应的计算值；
计算公式模块，用于定义观察项之间的关联计算的若干第一计算公式以及每个第一计算公式的输入和输出；
计算触发模块，用于定义每一个第一计算公式的触发条件；
计算运行时模块，用于根据计算触发模块定义的触发条件自动调用对应的第一计算公式对数据存储模块中存储的观察项进行关联计算。
进一步地，计算运行时模块包括：
总图生成单元，用于根据所有第一计算公式定义的观察项的关系，自动生成一张有向无环图，作为所有计算关系的总图；
子图生成单元，用于在某一第一计算公式被触发时根据这一第一计算公式涉及到的观察项从有向无环图中提取出与当前计算相关的子图；
拓扑排序单元，用于对生成的子图进行拓扑排序，确定涉及到的观察的计算顺序；
第一数据获取单元，用于根据观察项模块的模型定义从数据存储模块中获取对应的数值类观察项和字典类观察项，并从字典模块中获取到字典类观察项所对应的计算值；
数据注入单元，用于将获取到的数值类观察项和字典类观察项所对应的计算值注入到子图中；
第二数据获取单元，用于获取计算所需的计算参数；
公式计算单元，用于根据注入数据的子图和获取到的计算参数，按照拓扑排序计算出的顺序，先后计算出每一步的计算结果。
进一步地，公式计算单元包括：
语法解析子单元，用于对触发的第一计算公式进行语法分析生成语法树；
变量子单元，用于将第一计算公式中的变量替换为对应的数据；
运算符子单元，用于定义第一计算公式中的运算符含义；
函数子单元，用于定义第一计算公式中的函数的含义；
求值子单元，用于遍历语法树并计算出根节点作为第一计算公式的输出；
结果导出单元，在所有计算完毕之后，将子图中所有的观察项计算结果导出到对应的观察项。
进一步地，观察项模块包括：
观察项基础模型单元，用于定义观察项的通用元数据，包括观察项的代码、名称、数据类型和默认值；
观察项附加模型单元，用于定义观察项的非通用元数据，包括字典类观察项的字典代码以及数值类观察项的合理数值范围和小数点位数；
计算公式模块包括：
抽象公式单元，用于编辑并存储所有第一计算公式；
公式输入单元，用于定义每个第一计算公式的输入；
公式输出单元，用于定义每个第一计算公式的输出。
进一步地，计算公式模块还用于定义目标项与观察项之间的关联计算的若干第二计算公式以及每个第二计算公式的输入和输出；
抽象公式单元还存储所有第二计算公式；
公式输入单元还用于定义每个第二计算公式的输入；
公式输出单元还用于定义每个第二计算公式的输出。
一种根据公式自动计算观察项的方法，包含以下步骤：
接收若干观察项，观察项包含字典类观察项和数值类观察项；
存储接收到的观察项；
对所有观察项进行模型定义；
定义不同字典类观察项所对应的计算值；
定义观察项之间的关联计算的第一计算公式以及每个第一计算公式的输入和输出；
定义每一个第一计算公式的触发条件；
根据定义的触发条件自动调用对应的第一计算公式对存储的观察项进行关联计算。
进一步地，根据定义的触发条件自动调用对应的第一计算公式对存储的观察项进行关联计算的具体方法为：
根据所有第一计算公式定义的观察项的关系，自动生成一张有向无环图，作为所有计算关系的总图；
在某一第一计算公式被触发时根据这一第一计算公式涉及到的观察项从有向无环图中提取出与当前计算相关的子图；
对生成的子图进行拓扑排序，确定涉及到的观察的计算顺序；
根据对所有观察项进行的模型定义从存储的观察项中获取对应的数值类观察项和字典类观察项，并获取字典类观察项所对应的计算值；
将获取到的数值类观察项和字典类观察项所对应的计算值注入到子图中；
获取计算所需的计算参数；
根据注入数据的子图和获取到的计算参数，按照拓扑排序计算出的顺序，先后计算出每一步的计算结果。
进一步地，根据注入数据的子图和获取到的计算参数，按照拓扑排序计算出的顺序，先后计算出每一步的计算结果的具体方法为：
对触发的第一计算公式进行语法分析生成语法树；
将第一计算公式中的变量替换为对应的数据；
根据计算公式中运算符含义和函数的含义，遍历语法树并计算出根节点作为计算公式的输出；
在所有计算完毕之后，将子图中所有的观察项计算结果导出到对应的观察项。
进一步地，对所有观察项进行模型定义的具体方法为：
定义观察项的通用元数据，包括观察项的代码、名称和数据类型；
定义观察项的非通用元数据，包括字典类观察项的字典代码以及数值类观察项的合理数值范围和小数点位数；
定义观察项之间的关联计算的第一计算公式以及每个第一计算公式的输入和输出的具体方法为：
编辑并存储所有第一计算公式；
定义每个第一计算公式的输入；
定义每个第一计算公式的输出。
进一步地，根据公式自动计算观察项的方法还包括：
定义目标项与观察项之间的关联计算的若干第二计算公式以及每个第二计算公式的输入和输出；
根据选择的某一第二计算公式从存储的观察项中选择对应的观察项进行计算得到对应的目标项。
本发明的有益之处在于所提供的根据公式自动计算观察项的装置及方法，对观察项进行模型定义，对其中的字典类观察项设定对应的计算值，并定义观察项之间的关联计算的若干第一计算公式，设定每个第一计算公式的触发条件，根据以上的设定，自动对输入的观察项进行自动关联计算。
附图说明
图1是本发明的根据公式自动计算观察项的装置的示意图；
图2是本发明的观察项模块的示意图；
图3是本发明的计算公式模块的示意图；
图4是本发明的计算运行时模块的示意图；
图5是本发明的公式计算单元的示意图；
数据接收模块10，数据存储模块20，观察项模块30，观察项基础模型单元31，观察项附加模型单元32，字典模块40，计算公式模块50，抽象公式单元51，公式输入单元52，公式输出单元53，计算触发模块60，计算运行时模块70，总图生成单元71，子图生成单元72，拓扑排序单元73，第一数据获取单元74，数据注入单元75，第二数据获取单元76，公式计算单元77，语法解析子单元771，变量子单元772，运算符子单元773，函数子单元774，求值子单元775，结果导出单元776。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
如图1所示为本发明的一种根据公式自动计算观察项的装置，在本发明中，观察项主要指与患者自身相关的数据，如生命体征、给药计量、出入量统计和临床评分等。其主要包含：数据接收模块10、数据存储模块20、观察项模块30、字典模块40、计算公式模块50、计算触发模块60和计算运行时模块70。
数据接收模块10用于接收若干观察项。观察项包含字典类观察项和数值类观察项。数值类观察项表示可以用数字进行描述的观察项，例如“血压：125”，其中，血压为数值类观察项。字典类观察项为文字类描述型观察项，用于通过文字叙述表示患者的某项观察项，比某“言语反应选项：回答正确。”，言语反应为字典类观察项。
数据接收模块10的数据来源包含但不限于手动记录输入、医疗设备采集、医院管理系统、检验科信息系统和电子医嘱系统等。因此，本发明的数据接收模块10连接至外部数据录入设备、医疗采集设备、医院管理系统、检验科信息系统和电子医嘱系统中的一个或多个进行观察项数据获取。
数据存储模块20用于存储接收到的观察项。
观察项模块30用于对所有观察项进行模型定义，用于给系统中所有的观察项提供一个统一完备的模型定义和数据规范，给观察项关联计算系统提供底层模型支持。具体的，如图2所示，观察项模块30包括：观察项基础模型单元31和观察项附加模型单元32。观察项基础模型单元31用于定义观察项的通用元数据，包括观察项的代码、名称、数据类型和默认值，为观察项通用元数据定义提供支持。观察项附加模型单元32用于定义观察项的非通用元数据，包括字典类观察项的字典代码以及数值类观察项的合理数值范围和小数点位数，为观察项非通用元数据定义提供支持。
字典模块40用于定义不同字典类观察项所对应的计算值。前述提到，观察项包含字典类观察项和数值类观察项，而字典类观察项由文字描述，无法进行公示计算。因此，为了便于公式计算，通过字典模块40定义若干字典、每个字典包含的字典条目以及每个字典条目对应的计算值。比如对应字典“言语反应选项”，其下对应有“回答正确、回答错乱、语无伦次、含糊不清和无反应”5个字典条目，其中“回答正确”对应的计算值为5，“回答错乱”对应的计算值为4，“语无伦次”对应的计算值为3，“含糊不清”对应的计算值为2，“无反应”对应的计算值为1。以此类推，字典模块40中存储有所有用到的字典。这样，当观察项是字典类观察项时，能够根据观察项模块30的模型定义，从字典模块40中找到其对应计算值。
计算公式模块50用于定义观察项之间的关联计算的若干第一计算公式以及每个第一计算公式的输入和输出。具体而言，如图3所示，计算公式模块50包括：抽象公式单元51、公式输入单元52和公式输出单元53。抽象公式单元51用于编辑并存储所有第一计算公式。公式输入单元52用于定义每个第一计算公式的输入。公式输出单元53用于定义每个第一计算公式的输出。第一计算公式中可以使用Excel表达式、逻辑和数学运算符，公式中的变量通过占位符代替，如MAX({A},{B})+{C}/2。在公式输入单元52中，为公式定义相关的输入，如{A}对应到代码为OBX1的观察项。在公式输出单元53中，为公式定向输出，如输出到代码为OBX2的观察项。
计算触发模块60用于定义每一个第一计算公式的触发条件。这里，触发条件包括自动触发、周期触发以及其他方式的触发等。可以对某个第一计算公式设定一个或多个触发条件。例如对某个第一计算公式设定为当计算公式中的观察项发生变化时自动运行公式，或对某个第一计算公式设定每间隔10分钟自动运行一次并在每天6点运行一次这样的复合条件。
计算运行时模块70用于根据计算触发模块60定义的触发条件自动调用对应的第一计算公式对数据存储模块20中存储的观察项进行关联计算。如图4所示，计算运行时模块70包括：总图生成单元71、子图生成单元72、拓扑排序单元73、第一数据获取单元74、数据注入单元75、第二数据获取单元76和公式计算单元77。
具体而言，总图生成单元71用于根据所有第一计算公式定义的观察项的关系，自动生成一张有向无环图，作为所有计算关系的总图。子图生成单元72用于在某一第一计算公式被触发时根据这一第一计算公式涉及到的观察项从有向无环图中提取出与当前计算相关的子图。拓扑排序单元73用于对生成的子图进行拓扑排序，确定涉及到的观察的计算顺序。第一数据获取单元74用于根据观察项模块30的模型定义从数据存储模块20中获取对应的数值类观察项和字典类观察项，并从字典模块40中获取到字典类观察项所对应的计算值。数据注入单元75用于将获取到的数值类观察项和字典类观察项所对应的计算值注入到子图中。第二数据获取单元76用于获取计算所需的计算参数。可以理解的是，有些观察项的计算不仅仅依赖于其他几个观察项，还可能包含非观察项的计算参数，如当前的环境温度、湿度和大气压等参数。第二数据获取单元76连接至计算参数采集设备以实时获取相关计算参数。公式计算单元77用于根据注入数据的子图和获取到的计算参数，按照拓扑排序计算出的顺序，先后计算出每一步的计算结果。
如图5所示，其中，公式计算单元77包括：语法解析子单元771、变量子单元772、运算符子单元773、函数子单元774、求值子单元775和结果导出单元776。语法解析子单元771用于对触发的第一计算公式进行语法分析生成语法树。变量子单元772用于将第一计算公式中的变量替换为对应的数据。运算符子单元773用于定义第一计算公式中的运算符含义。函数子单元774用于定义第一计算公式中的函数的含义。求值子单元775用于遍历语法树并计算出根节点作为第一计算公式的输出。结果导出单元776用于在所有计算完毕之后，将子图中所有的观察项计算结果导出到对应的观察项。
可以理解的是，当第一计算公式中的某个发生改变时，总图生成单元71会根据最新的所有第一公式重新生成一张有向无环图。之后的所有自动计算使用更新后的有向无环图。
作为一种优选的实施方式，计算公式模块50还用于定义目标项与观察项之间的关联计算的若干第二计算公式以及每个第二计算公式的输入和输出。抽象公式单元51还存储所有第二计算公式。公式输入单元52还用于定义每个第二计算公式的输入。公式输出单元53还用于定义每个第二计算公式的输出。这里，目标项不同于观察项，是人工设定的由观察项计算得出的有意义的结果。第二计算公式不会自动运行，只有当需要计算目标项时，人工选定对应的第二计算公式，此时，第二计算公式运行，根据对应的观察项以及计算参数计算目标项结果。
本发明还公开了一种根据公式自动计算观察项的方法，包含以下步骤：
(1)接收若干观察项，观察项包含字典类观察项和数值类观察项。
(2)存储接收到的观察项。
(3)对所有观察项进行模型定义。
对所有观察项进行模型定义的具体方法为：定义观察项的通用元数据，包括观察项的代码、名称和数据类型。定义观察项的非通用元数据，包括字典类观察项的字典代码以及数值类观察项的合理数值范围和小数点位数。
(4)定义不同字典类观察项所对应的计算值。
(5)定义观察项之间的关联计算的第一计算公式以及每个第一计算公式的输入和输出。
定义观察项之间的关联计算的第一计算公式以及每个第一计算公式的输入和输出的具体方法为：编辑并存储所有第一计算公式。定义每个第一计算公式的输入。定义每个第一计算公式的输出。
(6)定义每一个第一计算公式的触发条件。
(7)根据定义的触发条件自动调用对应的第一计算公式对存储的观察项进行关联计算。
具体而言，根据定义的触发条件自动调用对应的第一计算公式对存储的观察项进行关联计算的具体方法为：根据所有第一计算公式定义的观察项的关系，自动生成一张有向无环图，作为所有计算关系的总图。在某一第一计算公式被触发时根据这一第一计算公式涉及到的观察项从有向无环图中提取出与当前计算相关的子图。对生成的子图进行拓扑排序，确定涉及到的观察的计算顺序。根据对所有观察项进行的模型定义从存储的观察项中获取对应的数值类观察项和字典类观察项，并获取字典类观察项所对应的计算值。将获取到的数值类观察项和字典类观察项所对应的计算值注入到子图中。获取计算所需的计算参数。根据注入数据的子图和获取到的计算参数，按照拓扑排序计算出的顺序，先后计算出每一步的计算结果。
其中，根据注入数据的子图和获取到的计算参数，按照拓扑排序计算出的顺序，先后计算出每一步的计算结果的具体方法为：对触发的第一计算公式进行语法分析生成语法树。将第一计算公式中的变量替换为对应的数据。根据计算公式中运算符含义和函数的含义，遍历语法树并计算出根节点作为计算公式的输出。在所有计算完毕之后，将子图中所有的观察项计算结果导出到对应的观察项。
作为一种优选的实施方式，根据公式自动计算观察项的方法还包括：
(8)定义目标项与观察项之间的关联计算的若干第二计算公式以及每个第二计算公式的输入和输出。
(9)根据选择的某一第二计算公式从存储的观察项中选择对应的观察项进行计算得到对应的目标项。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种根据公式自动计算观察项的装置，其特征在于，包含：
数据接收模块，用于接收若干观察项，所述观察项包含字典类观察项和数值类观察项；
数据存储模块，用于存储接收到的所述观察项；
观察项模块，用于对所有所述观察项进行模型定义；
字典模块，用于定义不同所述字典类观察项所对应的计算值；
计算公式模块，用于定义所述观察项之间的关联计算的若干第一计算公式以及每个所述第一计算公式的输入和输出；
计算触发模块，用于定义每一个所述第一计算公式的触发条件；
计算运行时模块，用于根据所述计算触发模块定义的触发条件自动调用对应的所述第一计算公式对数据存储模块中存储的所述观察项进行关联计算；
所述计算运行时模块包括：
总图生成单元，用于根据所有所述第一计算公式定义的所述观察项的关系，自动生成一张有向无环图，作为所有计算关系的总图；
子图生成单元，用于在某一所述第一计算公式被触发时根据这一所述第一计算公式涉及到的所述观察项从所述有向无环图中提取出与当前计算相关的子图；
拓扑排序单元，用于对生成的所述子图进行拓扑排序，确定涉及到的所述观察的计算顺序；
第一数据获取单元，用于根据所述观察项模块的模型定义从所述数据存储模块中获取对应的数值类观察项和字典类观察项，并从所述字典模块中获取到所述字典类观察项所对应的计算值；
数据注入单元，用于将获取到的所述数值类观察项和所述字典类观察项所对应的计算值注入到所述子图中；
第二数据获取单元，用于获取计算所需的计算参数；
公式计算单元，用于根据注入数据的子图和获取到的所述计算参数，按照拓扑排序计算出的顺序，先后计算出每一步的计算结果。
2.根据权利要求1所述的根据公式自动计算观察项的装置，其特征在于，
所述公式计算单元包括：
语法解析子单元，用于对触发的所述第一计算公式进行语法分析生成语法树；
变量子单元，用于将所述第一计算公式中的变量替换为对应的数据；
运算符子单元，用于定义所述第一计算公式中的运算符含义；
函数子单元，用于定义所述第一计算公式中的函数的含义；
求值子单元，用于遍历所述语法树并计算出根节点作为所述第一计算公式的输出；
结果导出单元，用于在所有计算完毕之后，将子图中所有的观察项计算结果导出到对应的所述观察项。
3.根据权利要求1所述的根据公式自动计算观察项的装置，其特征在于，
所述观察项模块包括：
观察项基础模型单元，用于定义所述观察项的通用元数据，包括所述观察项的代码、名称、数据类型和默认值；
观察项附加模型单元，用于定义所述观察项的非通用元数据，包括所述字典类观察项的字典代码以及所述数值类观察项的合理数值范围和小数点位数；
所述计算公式模块包括：
抽象公式单元，用于编辑并存储所有所述第一计算公式；
公式输入单元，用于定义每个所述第一计算公式的输入；
公式输出单元，用于定义每个所述第一计算公式的输出。
4.根据权利要求3所述的根据公式自动计算观察项的装置，其特征在于，
所述计算公式模块还用于定义目标项与所述观察项之间的关联计算的若干第二计算公式以及每个所述第二计算公式的输入和输出；
所述抽象公式单元还存储所有所述第二计算公式；
所述公式输入单元还用于定义每个所述第二计算公式的输入；
所述公式输出单元还用于定义每个所述第二计算公式的输出。
5.一种根据公式自动计算观察项的方法，其特征在于，包含以下步骤：
接收若干观察项，所述观察项包含字典类观察项和数值类观察项；
存储接收到的所述观察项；
对所有所述观察项进行模型定义；
定义不同所述字典类观察项所对应的计算值；
定义所述观察项之间的关联计算的第一计算公式以及每个所述第一计算公式的输入和输出；
定义每一个所述第一计算公式的触发条件；
根据定义的触发条件自动调用对应的所述第一计算公式对存储的所述观察项进行关联计算；
所述根据定义的触发条件自动调用对应的所述第一计算公式对存储的所述观察项进行关联计算的具体方法为：
根据所有所述第一计算公式定义的所述观察项的关系，自动生成一张有向无环图，作为所有计算关系的总图；
在某一所述第一计算公式被触发时根据这一所述第一计算公式涉及到的所述观察项从所述有向无环图中提取出与当前计算相关的子图；
对生成的所述子图进行拓扑排序，确定涉及到的所述观察的计算顺序；
根据对所有所述观察项进行的模型定义从存储的所述观察项中获取对应的数值类观察项和字典类观察项，并获取所述字典类观察项所对应的计算值；
将获取到的所述数值类观察项和所述字典类观察项所对应的计算值注入到所述子图中；
获取计算所需的计算参数；
根据注入数据的子图和获取到的所述计算参数，按照拓扑排序计算出的顺序，先后计算出每一步的计算结果。
6.根据权利要求5所述的根据公式自动计算观察项的方法，其特征在于，
所述根据注入数据的子图和获取到的所述计算参数，按照拓扑排序计算出的顺序，先后计算出每一步的计算结果的具体方法为：
对触发的所述第一计算公式进行语法分析生成语法树；
将所述第一计算公式中的变量替换为对应的数据；
根据所述计算公式中运算符含义和函数的含义，遍历所述语法树并计算出根节点作为所述计算公式的输出；
在所有计算完毕之后，将子图中所有的观察项计算结果导出到对应的所述观察项。
7.根据权利要求5所述的根据公式自动计算观察项的方法，其特征在于，
所述对所有所述观察项进行模型定义的具体方法为：
定义所述观察项的通用元数据，包括所述观察项的代码、名称和数据类型；
定义所述观察项的非通用元数据，包括所述字典类观察项的字典代码以及所述数值类观察项的合理数值范围和小数点位数；
所述定义所述观察项之间的关联计算的第一计算公式以及每个所述第一计算公式的输入和输出的具体方法为：
编辑并存储所有所述第一计算公式；
定义每个所述第一计算公式的输入；
定义每个所述第一计算公式的输出。
8.根据权利要求7所述的根据公式自动计算观察项的方法，其特征在于，
所述根据公式自动计算观察项的方法还包括：
定义目标项与所述观察项之间的关联计算的若干第二计算公式以及每个所述第二计算公式的输入和输出；
根据选择的某一所述第二计算公式从存储的所述观察项中选择对应的所述观察项进行计算得到对应的所述目标项。
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