（生物医学工程专业论文）糖尿病病历数据集成可视化的设计与实现.pdf

浙江大学硕十学位论文 a b s t r a c t a bs t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fm e d i c a li n s t r u m e n t s ，t r e a t m e n tt e c h n o l o g ye t c ，t h e t y p e sa n dt h ea m o u n to fm e d i c a lr e c o r d sa r ei n c r e a s i n gr a p i d l y , w h i c ha r eb e n e f i c i a l f o rp a t i e n t si ne x a m i n a t i o n sa n dt r e a t m e n t s h o w e v e r ，o nt h eo n eh a n d , t h e s em e d i c a l r e c o r d sa r ee i t h e rt e x tw o r d , o fv o l u m es c i e n t i f i cn u m b e r s ，s oi ti sh a r df o rd o c t o r st o a c q u i r et h ei n f o r m a t i o na n dl a w sf r o mt h e s ea b s t r a c tr e c o r d s o nt h eo t h e rh a n d ，t h e s e d i f f e r e n tm e d i c a lr e c o r d sa r ei n d e p e n d e n to fo n ea n o t h e r d o c t o r sh a v et ov i e wt h e m s e p a r a t e l y , a n di ti sh a r dt oa n a l y z et h e ms y n t h e t i c a l l ya n de f f e c t i v e l y h u m a n se y e sa r en o ts e n s i t i v et ot h ea b s t r a c tr e c o r d sb u ta r eg o o da ta n a l y z i n g t h ei n f o r m a t i o no ff i g u r e p e o p l e sv i s u a lt h i n k i n gc a nb ei n s p i r e do n l yi ft h e s e a b s t r a c tr e c o r d sa r ec h a n g e di n t ov i s u a lf i g u r e s t h e r e f o r e ，t h ev i s u a l i z a t i o no fr e c o r d s c a n h e l pp e o p l et od i s c o v e rt h ei n f o r m a t i o nk e p ti nt h er e c o r d s c o n s i d e r i n gt h em e d i c a lr e c o r d so fd i a b e t e sa r ec o m p l e x ，c o m p r e h e n s i v ea n d m u l t i d i m e n s i o n a l ，t h i sd i s s e r t a t i o nt a k e st h ed i a b e t e sa sa ne x a m p l ea n dr e s e a r c h e st h e i n t e g r a t i v ev i s u a l i z a t i o nm e t h o do fd i a b e t e s m e d i c a lr e c o r d st oh e i pd o c t o r st o a n a l y z et h ei n f o r m a t i o nk e p ti nt h e s er e c o r d sa n dt om a k er e s e a r c h e so nt h et r e a t m e n t p l a n s w h i c hc a na i d t h et r e a t m e n to fi l l n e s s e s t h i sd i s s e r t a t i o ni sm a i n l yc o n t a i n i n g ： t a k et h ed i a b e t e s m e d i c a lr e c o r d sa sa ne x a m p l c r e s e a r c ha n da n a l y z et h e c h a r a c t e ro fm e d i c a lr e c o r d s ； r e s e a r c ht h em e t h o d so fm e d i c a lr e c o r d sv i s u a l i z a t i o n ； d e s i g nt h em e t h o d so fm e d i c a lr e c o r d sv i s u a l i z a t i o n , a n dp u tf o r w a r dt h e m e t h o do fi n t e g r a t i v ev i s u a l i z a t i o no fm e d i c a lr e c o r d s ； a c c o r d i n gt ot h ed e s i g n e dm e t h o d s ，i m p l e m e n tt h ei n t e g r a t i v ev i s u a l i z a t i o n o fm e d i c a lr e c o r d s ； c o n c l u d ea n dp r e s e n tt h a tt h ei n v e s t i g a t e dm e t h o d so ft h i sd i s s e r t a t i o na u n i v e r s a l b ya p p l y i n gt h ei n v e s t i g a t e dm e t h o d st oo t h e ri l l n e s s e s ，t h e i n t e g r a t i v ev i s u a l i z a t i o no fa l lt h em e d i c a lr e c o r d si nt h eh o s p i t a lc o u l db e i m p l e m e n t e df i n a l l y k e y w o r d s ：d i a b e t e s , i n f o r m a t i o nv i s u a l i z a t i o n , m e d i c a lr e c o r d , i n t e g r a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得一逝姿盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文作者签名：壶朔 签字f | 期： 3 甜7 年月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堑鎏盘鲎有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授 权迸姿盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名 参汔 签字同期：1 研年6 月7 同 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：j ；淘石：1 哥舀钒耀蝴佞甜司 通讯地址：如细牛角汇反问鼻缸跏刁g 与 e m a i l 地址ji n 学l 和3p ，；- 印 导师签名：占加鲫一 签字r 期：c r f ：7 年舌月7 r v 电话：0 2 _ 1 一；昭9 p 7 缸 邮编：20 ；修 浙江大学硕十学位论文 致谢 致谢 值此论文完成之际，首先要感谢段会龙教授。段老师一丝不苟的作风、严谨 求实的态度、踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人。段老师治学严谨、 学识渊博，他对学科发展的前瞻性认识、敏锐独到的眼光，都给我以深远的影响。 在此向段老师表示最诚挚的感谢和敬意，并送上我最真诚的祝福。 感谢我的导师吕旭东副教授，吕老师对问题的分析能力，对研究方向的把握 能力都给我留下了深深的印象。他对本文工作的指导提出了许多独到的建议和宝 贵的意见，再此对吕老师的谆谆教诲表示由衷的感谢。 感谢安继业师兄在科研上和生活上对我的帮助。他对问题的分析和解决能力 给我留下了深刻的印象，并且感谢他对本文工作的支持和提出的宝贵意见 感谢实验室的周群一、赵晨晖、邓宁、李昊曼、刘鹏飞、张金艳、黄正行、 李悦溪、陈星、吕颖莹、郭玮、李俊杰、程文、孙德宇等同学，与你们共同学习 使我受益匪浅。 感谢我的家人，他们在精神上和生活上给予我莫大支持和鼓励。 最后，向未提及的其他所有关心和支持我学业的老师、同学和朋友表示最真 诚的感谢和祝福。 姜涛 2 0 0 7 年5 月 于求是园 浙江大学硕十学位论文 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 随着科学技术的发展和医学的进步，疾病诊断的方法和治疗的方案越来越 多、越来越有效。这使得医生可以更加准确、及时地了解病人病情和采取有效的 措施对病人进行治疗。但是面对大量的病历数据，这给医生的分析和诊断带来了 难度。例如：糖尿病是一种严重危害人类健康的疾病。它是一组常见的代谢内分 泌病，容易引起多种并发症和伴发病，主要有：糖尿病并发酮症酸中毒、糖尿病 高渗性非酮症昏迷、乳酸酸中毒、糖尿病心脏病、糖尿病高血压、糖尿病肾病、 糖尿病视网膜病交和糖尿病神经病变等等【。糖尿病的发生原因是复杂的，多方 面的。其中，遗传、饮食无序( 结构不合理) 、病毒感染、自身免疫功能低下、 身躯肥胖，多次妊娠，运动不足，精神刺激等环境因素都是耱尿病的发病因素1 2 j 。 因此要治疗该疾病，有必要了解病人多方面的情况，如饮食习惯、家族史等同 时需要对病人的多个生理参数进行检测，如血压、心率、血耱浓度等。但是一方 面，这些病历数据的形式或者是一些文本文字，或者是大量的科学数字，医生很 难从这些大量的数据中分析和获取隐藏在其中的规律和信息；另一方面这些不同 种类的病历数据之间是相互独立、分散的，医生需要分别浏览不同的病历数据， 因此很难对这些数据进行综合、有效的分析。 “一幅图胜过千言万语”，人眼对数据本身不敏感，但是却善于分析图形信息。 人的创造性不仅取决于人的逻辑思维，而且取决于人的形象思维。海量的数据只 有通过可视化变成形象，才能激发人的形象思维。只有从表面上看来是杂乱无章 的海量数据中，找出其中隐藏的规律，才能为科学发现、工程开发、医疗诊断和 业务决策等提供依据 3 1 。 数据可视化技术指的是运用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换为图 形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计 算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、计算机视觉及人机交互技术等多个领 域。它的主要特点是，1 、交互性：用户可以方便地以交互的方式浏览数据；2 、 多维性：可以看到表示对象或事件数据的多个属性或变量，而数据可以按其每一 维的值，将其分类、排序、组合和显示；3 、可视性：数据可以用图象、曲线、 浙江大学硕士学位论文 第一章绪论 二维图形、三维体和动画来显示，并可对其模式和相互关系进行可视化分析。考 虑到病历数据涉及面广、复杂和多维等特点，因此有必要对该数据进行综合可视 化以帮助医生进行分析。 1 2 国内外相关发展 关于病历数据的可视化，国外大约从2 0 世纪8 0 年代开始。首先是t u 缸和 p o w s n c r 提出了t u n el i n e s 方法来可视化病历数据【4 l 。随后p l a i s a n tc 和m u s h l i n r 等人提出了l i f e l i n e s 5 1 方法来可视化病人数据，该方法是t i m el i n e s 的一个扩 展。它以时间轴的形式实现了对病人历史数据的可视化显示，取得了较好的效果 该方法是针对于确定时间事件的可视化方法，考虑到将来不确定时间的事件可视 化，c o m b ic 等人提出了t e m p o r a lo b j e c t s 6 j 方法来显示复杂的时间标注数据。此 外还有s o p ov i e w 川、p a i n ts t r i p s s 等方法，均是对这类数据进行可视化显示。 随后k o s a r ar 等人提出了a s b m 视图系统 9 1 来对治疗计划进行可视化，也取得了 较好的效果。该方法采用三维可视化技术，其中的两维用来描述计划内容，第三 维用来表示计划的执行情况( 如计划的完成、中止、取消等等) 考虑到检测数 据和治疗计划的相关性，最近w o l f g a n da i g n e r 和s i l v i am i k s c h 提出了将治疗计 划和检测数据综合可视化的方法1 1 0 l 。该方法能够有效地帮助医生了解治疗计划和 相应的病人生理参数信息。国内此前虽然对于数据可视化方法的研究也有较长的 时间，但是对于病历数据的可视化研究尚未开展。 1 3 研究目标和任务 为了能够帮助医生分析隐藏在病历数据中的信息和研究制定治疗方案，同时 帮助医生揭示和发现不同数据之间的关系，为疾病的治疗提供帮助，需要对病历 数据进行可视化。病历数据具有涉及面广，种类繁多、复杂和多维等特点，并且 不同疾病的病历数据有着不同的特点和数据类型。为了实现对所有病历数据的集 成可视化，考虑到糖尿病病历数据复杂、涉及面广等特征，因此本文以糖尿病为 例，研究对病历数据进行集成可视化的方法，主要从以下几个方面展开： 以糖尿病为例，研究病历数据的特点； 研究信息可视化的方法，重点研究了病历数据可视化的方法； 2 浙江大学硕一t 学位论文 第一章绪论 设计了病历数据可视化的方法，并提出了病历数据集成可视化的方法； 根据提出的设计方法，对病历数据集成可视化进行软件实现。 总结并提出，今后把这种研究方法推广到其他疾病上，最终能够实现对医院 中的所有病历数据进行集成可视化的显示。 浙江大学硕十学位论文第二章信息可视化技术 第二章信息可视化技术 现代的数据可视化( d a t av i s u a l i z a t i o n ) 技术指的是运用计算机图形学和图像 处理技术，将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、 方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、计算机视觉 及人机交互技术等多个领域。科学家们不仅需要通过图形图像来分析由计算机算 出的数据，而且需要了解在计算过程中数据的变化l 儿j 。目前数据可视化有科学可 视化和信息可视化两个分支。一般而言，科学可视化指空间数据场的可视化，而 信息可视化是指非空间数据场的可视化【1 2 1 。 病历数据既含有空间数据，如三维医学图像，又包括非空间数据，如血压、 体温等。但是考虑到在病历数据的集成可视化中主要对病历数据进行综合显示和 对比，而这些病历数据中大部分是非空间数据。因此本章主要对非空间数据的信 息可视化技术进行研究。 2 1 信息可视化概述 1 9 8 9 年，r o b e r t s o n 、c a r d 和m a c k i n l a y 在用于交互性用户界面的认知协 处理器1 - - 文中首次提出了“信息可视化”这个概念。他们认为，由于技术的发 展，硬件系统的图形性能和速度已经使得在用户界面中探索3 d 和动画成为可 能。为了充分利用这些性能，新的软件结构必须支持复杂的异步交互智能体( 多 智能体问题) ，并且，还应支持流畅的交互动画( 动画问题) 该文认为“信息可 视化”是对上述两个问题的解决要求最迫切的领域，因此将该项研究在该领域中 进行试验，利用2 d 和3 d 动画对象来表示信息和信息的结构。此后，信息可视 化方面的研究和文献陆续出现，信息可视化作为一个学科逐渐成长起- 来i 。 信息可视化结合了科学可视化、人机交互、数据挖掘、图像技术、图形学、 认知科学等诸多学科的理论和方法，逐步发展起来。信息可视化实际上是人和信 息之间的一种可视化界面，因此交互技术在这里显得尤为重要，传统的人机交互 技术几乎都可以得到应用人机交互是研究人、计算机以及它们相互影响的技术 【1 5 i 。可以说，信息可视化是研究人、计算机表示的信息以及它们相互影响的技术。 4 浙江大学硕十学位论文 第二章信息可视化技术 2 2 信息可视化参考模型 肌文互 图1 信息可视化参考模型i 蝎 图1 是信息可视化的一个简单参考模型。在该模型中，从原始数据到用户， 中间要经历一系列数据变换。图中从左到右的每个箭头表示的都可能是一连串的 变换。从用户到每个变换( 从右到左) 的箭头，表明用户操作的控制对这些变换 的调整。数据转换把原始数据映射为数据表( 数据的相关性描述) ：可视化映射 把数据表转换为可视化结构( 结合了空间基、标记和图形属性的结构) ；视图变 换通过定义位置、缩放比例、裁减等图形参数创建可视化结构的视图；用户的交 互动作贝日用来控制这些变换的参数，例如把视图约束到特定的数据范围，或者改 变变换的属性等。可视化和它们的控制最终服务于任务。信息可视化要解决的主 要问题就是上述参考模型中的映射、变换及交互控制。 2 3 前注意处理( p r e a t t e n t i v ep r o c e s s i n g ) 当我们浏览图像时，有时会特别注意图像中的特殊之处，而忽略其他的内容， 如图2 所示左边的图像中由于圆圈颜色不同，在刚开始观察时，人跟可以立即 注意到其中的红色圆圈，而忽略蓝色的圆圈；但是在右边的图像中由于圆圈颜色 一致，却没有这种现象。我们把对图像中的特殊之处，能够一眼看出来的现象称 为前注意处理( p r e a t t e n t i v ep r o c e s s i n g ) 【”。 5 浙江大学硕十学位论文 第二章信息可视化技术 蟹2 前注意处理一一颜色 此外还有对物体形状的前注意处理，如图3 所示。在左边的图像中能够快速 识别到其中的圆形，但是在右边的图像中，由于形状一致，所以没有这种现象发 生。 图3 前注意处理一一形状 这种前注意处理方式的好处在于能够有效地帮助用户注意到图像中的特别 之处。例如：当病历视图中的大部分病历数据是正常的颜色表示，如绿色。此时 如果有异常数据出现，将其显示为其它颜色，如红色，那么医生就能够立刻、快 速定位到异常的数据，这样可以为医生的数据分析提供便利。 2 4 信息可视化方法 目前信息可视化的方法有很多种，如星型图、雷达图掣堋。而病历数据主要 分为三种：记录的测量数据、记录的事件和治疗计划。此外考虑到本文是实现对 病历数据的集成可视化显示，因为不同数据发生或持续的时间不同，所以时间是 一个重要的因素。因此本节根据这三个方面主要对和时间相关的信息可视化方法 进行介绍。 6 浙江大学硕十学位论文 第二章信息可视化技术 2 4 1 测量数据可视化方法 2 4 1 1 简单图 简单图比较简单，但是却十分有效。它能够对一维的时间数据进行绘制，通 过该图能够很好地看出数据的发展趋势，如图4 所示。 数值 2 4 1 2 数据缩略 1 1 9 1 + + 图4 简单图 霾簇上周勰本周黼数据数据上周数据 本周数据 、。， 1 | | ll 图5 数据缩略图 该图能够对病人过去的历史数据在同一个界面上进行缩略显示。其中本周的 数据以最高的分辨率显示，两年以前的数据以最低的分辨率显示。这种方法类似 于可视化中的聚焦加上下文( f o c u s + c o n t e x t ) 技术，如鱼眼视图和双曲线空 间【2 l 】。由于该图只有三个放大分辨率，并且被明显的分开，所以很难看出数据的 发展趋势。该图中的全部数据都是归一化的，所以正常数据、升高数据和降低数 据能够很容易地被识别出来。 7 浙江大学硕卜学位论文 第二章信息可视化技术 2 4 1 3v i e s u 啕 串争龠 时刻1时刻2时刻3 图6v i e - v i s u 图示 v i e - v i s u 是用隐喻图形【冽的方式来表示，它是采用信息可视化中一种象形 符号l 矧的表示方式：物体的特征和数据建立一定的关系，然后物体的特征随着数 据内容的改变而改变。在图6 中，该图由上、中，下三个部分组成，分别代表循 环、呼吸和流体平衡，然后再进一步细分以代表单个不同的数值。该图能够表示 多维的数据，而且能够显示出数据的发展趋势。 2 4 1 4 螺旋图闼嘲 图7 螺旋图 螺旋图容易发现数据的间隔信息，如图7 所示。在时间轴上，能够以很近的 方式显示时间间隔，能够很容易地显示上升数据的间隔信息。 2 4 2 事件可视化方法 2 421t i m el i n e s 叨和“f b l i n 船嗍 砸m el i n e s 是在时间轴上对事件的发生进行描述，随后u 钏n e s 对其进行了 改进。u f c i j n 髂的示意图如图8 所示。在该图中增加了对事件的分类，根据事 8 浙江大学硕士学位论文第二章信息可视化技术 件的属性分成不同的方面，每个方面显示相应的数据。l i f e l i n e s 主要用来对病 人的历史数据进行显示，同时可以对比不同的数据。 圈8i a f e i a n 示意图 2 4 2 2 数据缩略图 该图在2 4 1 2 小节已经讲过，它也支持对事件信息的可视化显示。 2 4 2 3s h i n k a n s e n 时间表图伫明 如图9 所示，该图用于描述列车运行和停靠车站的情况。该图的水平方向代 表了时间，垂直方向则是列车沿途经过的车站站名。对于一列列车来说，将其经 过的车站用直线连接起来。这种方式不仅能够看出一列列车的运行方向，而且能 够了解列车的运行速度和车站停靠情况。 图9s h i n k a n s e n 时间表图 9 浙江大学硕十学位论文 第二章信息可视化技术 2 4 2 4 圆周图例 圆周图采用同心圆的方式对信息进行可视化。同心圆认为事件之间存在一定 的时间间隔，一个圆代表一天或者一周等等。这样存在固定时间间隔的事件，就 能够很容易地发现其中的重复结构，如图1 0 所示。 图1 0 调周图 2 4 2 5 时间立方图口1 l 时间立方图也是对t i m el i n e s 的一种改进，它在一个立方结构中显示时空信 息，是一种伪3 维图。其中的两维表示位置信息，还有一维来表示时间信息。图 中圆柱体代表一个对象或者人，然后用直线来表示圆柱体移动的路线，如图1 1 7 所示。 图1 1 时间立方图 2 4 2 6 螺旋图 该图在2 4 1 4 小节已经讲过，它也支持对事件信息的可视化显示。 浙江大学硕十学位论文 第二章信息可视化技术 2 4 3 计划可视化方法 2 4 j 1t i m el i n e s 和l i f e l i n e s l i f e l a n e s 也能够对计划事件进行简单的可视化显示，可参考2 4 2 1 的内容。 2 4 3 2g a n t t 图和p e r t 图 任务 子任务 子任务 子任务 任务b 子任务 子任务 子任务 g e n t t 田 图1 2p e r t 围和g a n a 图 p e r t 主要用于项目管理，用于显示任务的依赖性，但是对于任务的时间显 示不是很好。而g a n t t 图则是主要按照时间顺序来显示任务的执行，而且还支持 层次结构的显示，如任务a 和子任务的层次显示。 2 4 3 3 事件可能发生集合图圈 结束时间 最豁柬 最寻蔺束 最寻萨最箱始 开始时问 图1 3 可能发生集合图 事件可能发生集合图( s o p ov i e w ) 采用两个时间轴，分别代表开始时间和 结束时间。图1 3 中的阴影部分是由最早开始时间、最晚开始时间、最早结束时 l l 浙江大学硕十学位论文 第二章信息可视化技术 间和最晚结束时间这四个参数决定的，它表示了事件可能的执行情况。 2 4 3 4a s b r u 视图网 图1 4a s b m 视图 a s b m 视图采用象形符号的方式来对未来计划的执行进行可视化显示，是对 l i f e l i n e s 的一种改进，如图1 4 所示考虑到事件发生的不确定性，这里采用参 考时间点来表示事件发生的参考时间。并且在时间轴上采用四个垂直的“柱子” 来表示最早开始时间( e s s ) 、最晚开始时间( l s s ) 、最早结束时间( e f s ) 和 最晚结束时间( l f s ) 这四个参数。在这四个“柱子”上面的“横木”表示的是最大 持续时间( m a x d u ) 。在这个“横木”上面的是由两个“钻石”支撑的“横木”，它代 表了最小持续时间( m i n d u ) 。该图能够很好地对不确定计划的执行进行表示。 2 4 3 5 时间对象图嘲 时间对象图( t e m p o r a lo b j e c t s ) 和a s b r u 视图类似，但是比a s b m 视图更加 易于理解，如图1 5 所示。 图1 s 时间对象图 2 4 3 6 绘带图 3 3 1 绘带图( p a i n ts t r i p s ) 是对l i f e l i n e s 的改进。如图1 6 所示，它由已经定义的 部分( 最小持续时间、最晚开始时间和最早结束时间) 和未定义的部分组成。当 持续时间增加时，图中的画刷可以在图中移动来表示其中的最大持续时间、最 浙江大学硕十学位论文 第二章信息可视化技术 早开始时间和最晚结束时间则由画刷的位置来决定。该图在开始时间和结束时间 之间减少了对持续时间的限制，可以动态更改 ：p 翌 浙江大学硕十学位论文 第三章病历数据分析 第三章病历数据分析 病历是病人在医院诊断治疗全过程的原始记录，含有首页、病程记录、检查 检验结果、医嘱、手术记录、护理记录等，其中既有结构化信息，也有非结构化 的自由文本，还有图形图像信息 3 4 1 。电子病历是用电子设备( 计算机、健康卡等) 保存、管理、传输和重现的数字化的病人医疗记录，取代手写纸张病历闻。为了 实现对病历数据的可视化，本文以糖尿病病历数据为例，对病历数据的可视化方 法进行研究。考虑到病历数据主要体现在疾病的临床表现、检查信息和治疗计划 中，因此本章首先对糖尿病这几个方面的数据进行介绍，然后分析和总结出需要 可视化的数据特点和类型。 3 1 病历数据分析 3 1 1 临床表现数据分析 3 1 1 1 主要临床表现 1 1 多尿 因为血糖过高，超过肾糖阈( 8 8 9 1 0 o m m o f l ) ，经肾小球滤出的葡萄塘 不能完全被肾小管重吸收，形成渗透性利尿。尿糖越高，尿量越多，日尿量可达 5 0 0 0 1 0 0 0 0 m l 。 多饮 由于多尿，水分丢失过多，发生细胞内脱水而加重高血糖，使血浆渗透压明 显升高，刺激口渴中枢，导致口渴而多饮。多饮进步加重多尿。 3 )多食 糖尿病患者由于胰岛素绝对或相对缺乏或组织对胰岛素不敏感，组织摄取利 用葡萄糖能力下降，虽然血糖处于高水平，但动静脉血中葡萄糖的浓度差很小， 组织细胞实际上处于“饥饿状态”，从而刺激摄食中枢引起饥饿、多食。另外，机 体不能充分利用葡萄糖，大量葡萄糖从尿中排泄，因此机体实际上处于半饥饿状 态，能量缺乏亦引起食欲亢进。 钔体重下降 1 4 浙江大学硕十学位论文 第三苹箱历数据分析 糖尿病患者尽管食欲和食量正常甚至增加，但却体重下降，主要是由于机体 不能充分利用葡萄糖，致脂肪和蛋白质分解加强，消耗过多，呈负氮平衡，体重 逐渐下降，精神萎靡。 3 1 1 2 数据分析 通过上面对糖尿病临床表现的描述可以分析得出，该部分的数据主要有以下 的几个特点： 定性数据。如：“多食”、“多饮”为一种定性的描述数据，很难用数字来表示， 体现病人对症状的描述。 定量数据。“尿量”是一种定量数据，它可以通过检查设备来获得定量数据。 当然该数据也可以是定性数据，它也可以通过病人的描述来定性说明。 持续时间的数据。如“多饮”是个持续时间的描述信息，因为普通人偶尔的 一次多饮是一种正常的现象，一般不会和疾病联系在一起，所以只有持续一 段时间的多饮才会引起怀疑。 某一个时刻的数据。如“体重”数据，虽然人体的体重是一直都存在的，但是 从病历数据的角度来说，该数据只会是定期地去测量获得，而不会连续地去 测量。因此该数据是属于某一个时刻的数据。 数据的严重程度。主要分为增加、减少和正常这几个方面。 3 1 2 检测方法的数据分析 3 1 2 1 主要检测方法 糖尿病的检测是糖尿病诊断、治疗的重要依据和评估疗效的客观指标，主要 有以下的检测方法和辅助检查： 1 ) 血糖n g 3 6 血糖测定是诊断糖尿病的唯一标准。目前测定血糖公认的方法是己糖激酶 法，实验室常用的方法是葡萄糖氧化酶法。若空腹血糖浓度- 7 o m m o l l ，即可诊 断为糖尿病。如果空腹血糖浓度低于7 0 m m o l l ，应做餐后2 小时血糖测定，凡 餐后2 小时血糖= 1 1 1 m m o l l ，一般即可诊断为糖尿病。若 定量数据。检测数据一般是采用仪器进行检查获得的，这些数据一般为一些 定量的指标，如血糖检测浓度值等等。 定性数据。该数据是检测设备进行定性描述的，如采用试纸条方式，根据试 纸条变化后的颜色对数据进行定性描述。例如检测的尿糖呈阳性等数据。 某一个时刻的数据。如糖化血清蛋白的测定数据。 多个时刻的数据。例如血糖测定，分3 0 分钟、1 小时、2 小时、3 小时这几 个时刻对数据进行测定。 条件检测。例如血糖测定中：若 检测数据的单位不一致。不同检测设备获得的数据，其单位往往不同。这在 数据可视化中需要体现出来，否则数据的显示失去了意义。 同一种检测可能有多种方法进行。例如糖尿的检查方法有班氏法和葡萄糖氧 化酶等。考虑到不同方法检测出来的数据可能会有所不同，其数值意义也有 可能会有所不同，因此在进行数据可视化时，需要考虑到采用的检测方法。 合理数据的范围。检测定量数据的数值通常在一个规定的范围内认为是正常 的，而超出这个范围则认为是异常情况。 3 1 3 治疗方法分析 3 1 3 1 主要治疗方法 1 ) 饮食治疗【3 8 l 饮食治疗是糖尿病的一项基本治疗，它是治疗糖尿病的一项重要措施。治疗 时需要注意以下几点： 首先要有合理的平衡膳食：所含营养成分种类齐全，数量充足，比例适当， 并能使病人接受。糖尿病病人每日饮食中三大营养素所占全日总热量的比例为： 蛋白质1 2 2 0 ，脂肪2 0 3 0 ，糖类( 碳水化合物) 5 0 6 0 。 其次要供给足够的营养以满足生长发育，增进健康以及从事生活与劳动的需 要。从事体力劳动者，副食固定，按体力劳动增加主食，休息者每日主食2 0 0 2 5 0 9 ，轻体力劳动者2 5 0 3 0 0 9 ，中等体力劳动者3 0 0 4 0 0 9 ，重体力劳动者4 0 0 9 以上。每日肉、蛋1 5 0 9 左右，蔬菜2 5 0 5 0 0 9 或更多，烹调油3 4 匙。 最后还要维持体重：肥胖者减少热量摄入使体重下降以改善胰岛素的敏感 性，消瘦者提高热能摄入使体重增加以增强抵抗力。 劲运动治疗【1 】 长期有规律的科学性体力活动或体育锻炼亦是糖尿病的基本治疗之一。适当 的体育锻炼，能促进新陈代谢的敏感性，对糖尿病十分有益。 一般建议餐后0 5 1 小时后运动为宜，运动频度要求持之以恒，坚持每天 1 8 浙江大学硕十学位论文 第三苹弱历数据分析 进行。运动量由运动强度和运动持续时间来定，一般要求每日3 6 个运动单位， 1 个运动单位相当于消耗8 0 k c a l ( 3 3 4 7 1 d ) 热量。运动项目应选择简单易行，不 要求竞技性很强或决定胜负的项目等，而以大肌群节律性运动为特征的有氧代谢 运动为佳。常选择的项目有散步、体操、舞蹈、慢跑、乒乓球、白行车、上下楼 梯、羽毛球、游泳及健身操等为好。 3 1 药物治疗【1 p s i 糖尿病治疗常用的口服降血糖或抗高血糖药物有磺脲类药物、双胍类药物等。 这些药物种类繁多，用法相似，其中主要药物的用法如下： d ：应用较广，口服后胃肠吸收快。剂量范围0 5 3 o g l j ，分2 3 次服用。 优降糖：剂量范围1 2 5 2 0 l i l 日，分1 2 次服用，低血糖发生率较高， 老年人慎用。 美吡达：剂量范围2 5 4 0 m g h ，2 3 次日。 二甲双胍；一般从小剂量开始，2 5 0 r a g 次，2 次日，进餐中服用，若服 用1 周后血糖控制不良，可增加至3 次，日，总剂量一般 阿卡波糖：一般起始剂量为每次5 0 m g ，每日3 次。以后逐渐增加至每次 o 1 9 ，每日3 次。 文迪雅：起始用量为4 m g h ，每天1 次或分2 次服用。本品可于空腹或 进餐时服用。 注射药物的治疗主要采用胰岛素治疗。一般从小剂量开始，在用餐前1 5 3 0 分钟开始皮下注射。剂量分配般早餐前占全天总量的3 0 4 5 ，午餐前 占2 0 2 5 ，晚餐前占2 5 3 0 。 4 ) 胰岛移植【1 l 胰岛移植主要分为胰腺移植、人胰岛同种异体移植、人胰岛自体移植等手术 移植方法。目前胰岛移植后的成功率较低，主要用于治疗1 型糖尿病。 3 1 3 2 治疗方法分析 治疗方法主要有以下几个特点： 定量数据。如每天用药的数量、频次等。 药物使用方式。主要分为口服和注射两种。 浙江大学硕十学位论文第三苹锅历数据分析 持续时间的治疗。治疗一般需要执行一定的时间，如药物的治疗。 某一个时刻的治疗。如胰岛移植手术。它是在一个时刻进行的。虽然手术的 执行需要一定的时间，但是它和药物的执行相比，只需要执行一次即可，所 以这里认为它是某一个时刻的治疗 治疗计划执行时间的不确定。治疗是对将来的事情进行计划，那么计划的执 行一般是在一个时间范围内，而不是一个确定的时间。包括计划的开始时间、 执行时间和结束时间等。如餐后0 5 1 小时运动。 治疗方式的不同。有运动、饮食等方式。 3 2 并发症病历数据分析 糖尿病是一种代谢综合征，容易引起多种并发症，如：糖尿病并发酮症酸中 毒、糖尿病高渗性非酮症昏迷等等。在对糖尿病进行治疗时，同时也需要关注这 些并发症的情况，因为这些并发症可能会进一步加重糖尿病患者的病情，严重时 甚至会给患者的生命带来危险。本节对糖尿病主要并发症的病历数据进行研究和 分析。 3 2 1 并发酮症酸中毒 1 )临床表现 脱水量常达1 0 0 m l k g 体重以上患者表现为皮肤粘膜干燥、弹性差，眼球 下陷而眼压低，脉搏细速，重者循环衰竭或低血容量性休克典型者呼吸深大， 呼气中有丙酮味，如烂苹果味。舌唇呈樱桃红，两颊潮红。患者可有烦躁，神志 淡漠、倦怠嗜睡，肌张力下降，反射迟钝或消失，重者昏迷。 实验室检查 尿糖强阳性。尿酮体阳性。血糖明显升高，一般在2 5 0 6 0 0 m g d l 。血p h 值下降，可将d k a 分为：轻度( p h 7 3 ) ，中度( 7 1 7 3 ) ，重度( p h 7 1 ) 。 3 1治疗方法 胰岛素治疗：宜采用小剂量胰岛素治疗，首先在开始时给予一次初始剂量 1 0 2 0 u 静脉注入，再以每小时5 1 0 u 的输注率持续静脉点滴；待血糖经治 疗降至 2 5 0 m g d l 时，胰岛素可改为皮下注射，并恢复原来的糖尿病治疗。 浙江大学硕卜学位论文 第三章病历数据分析 补充水和电解质：前1 2 小时内先输入1 2 升生理盐水，在最初迅速补液 之后可放慢补液率。2 4 小时内，年轻患者可补液6 升，老年及心肾功能不全 者，不可超过4 升。 治疗诱因：寻找诱因，并尽力治疗，因为患者可能死于诱因，而不是d k a 。 避免并发症：d k a 的主要并发症多是由于治疗不当所致，包括低血钾、迟 发低血糖、c n s 酸中毒反跳及c n s 损伤( 脑水肿) 3 2 2 高渗性非酮症昏迷 3 8 1 1 1临床表现 前驱期主要表现为糖尿病症状加重，烦渴多尿，倦怠乏力，反应迟钝，表情 淡漠等。如前驱期得不到及时治疗，会导致病人有脱水的表现，皮肤干燥，卒中、 不同程度的偏瘫等神经系统异常表现。 实验室及其他检查 血糖= 3 3 3 m m o l l ，血n a = 1 4 5 m m o l l ，血k = 5 m m o l l ，血浆渗透压 = 3 5 0 m m o l l ，血清正常或偏低，血p h 正常或 补充水和电解质：方法同酮症酸中毒。 治疗诱因：十分重要，处理得当可有效降低其死亡率 3 2 3 乳酸酸中毒 3 7 1 1 3 8 1 1 1 临床表现 起病较急，突然发生乏力、厌食、恶心，乃至出现神志模糊、