用于臨床情節(jié)的可視化分析的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例通常涉及信息技術(shù)，并且更特別地涉及可視化分析工具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時(shí)間的推移，患者的醫(yī)療狀況會(huì)常常以復(fù)雜且看似不可預(yù)知的方式發(fā)展。此夕卜，在患者群體內(nèi)會(huì)常常觀察到癥狀和診斷的變化，即使那些患者正在與相同的潛在疾病斗爭(zhēng)。類似地，當(dāng)臨床醫(yī)生致力于尋找產(chǎn)生所期望的患者結(jié)果的治療計(jì)劃時(shí)，他們可以使用一系列的療程、藥物治療和其他介入治療。
[0003]為此，科學(xué)家已經(jīng)長(zhǎng)期研究了護(hù)理和疾病進(jìn)展中的變化如何導(dǎo)致不同的結(jié)果。該領(lǐng)域中的大多數(shù)正式研究常常使用隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)(RCT)。盡管RCT的結(jié)果提供了統(tǒng)計(jì)的嚴(yán)密性并充當(dāng)循證醫(yī)學(xué)的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但是實(shí)施RCT卻是昂貴和耗時(shí)的。當(dāng)致力于產(chǎn)生和探索新的假設(shè)時(shí)，這會(huì)使過程變得緩慢而繁瑣。結(jié)果，研究人員已經(jīng)開始利用存儲(chǔ)在電子病歷(EMR)系統(tǒng)中的觀測(cè)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)的存儲(chǔ)庫。例如，已經(jīng)開發(fā)了許多平臺(tái)來分析大量這種電子數(shù)據(jù)并使其可用于即興分析(ad hoc analysis)。
[0004]使用觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)施的常見類型的回顧性研究是時(shí)間事件分析。該類型的調(diào)查將每個(gè)患者的病史表示為帶時(shí)間戳的事件的序列。然后分析這些事件的時(shí)間特性(諸如序列和定時(shí))以查看它們?nèi)绾斡绊懟颊叩淖罱K結(jié)果。已經(jīng)使用各種技術(shù)(從數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)到基于交互式可視化的工具)以從這種臨床事件序列數(shù)據(jù)獲得洞察。
[0005]盡管已經(jīng)證明該類基于挖掘和基于可視化的方法有用，但是這兩者都受到顯著的限制。首先，基于挖掘的方法常常識(shí)別頻繁發(fā)生模式的短片斷。然而，在其中發(fā)生這些模式的上下文通常會(huì)丟失。這使得難以回答許多有意義的問題，例如“模式通常在一個(gè)情節(jié)中的初期還是晚期出現(xiàn)？ ”以及“模式的重要性在一個(gè)情節(jié)的不同階段是否改變？ ”
[0006]相反，基于可視化的方法可以從開始到結(jié)束示出情節(jié)，從而使圍繞中間事件的上下文清楚。然而，可視化方法通常局限于在變得復(fù)雜到難以解釋(如果不是無法解釋的話)之前的小數(shù)量的事件或事件類型。
[0007]因此，存在著對(duì)改進(jìn)的可視化分析技術(shù)的需要，所述可視化分析技術(shù)將基于挖掘和可視化的技術(shù)相結(jié)合以克服上面概述的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了將基于挖掘和可視化的技術(shù)相結(jié)合的用于可視化分析的技術(shù)。示例性的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法可以包括以下步驟:獲得情節(jié)定義，該情節(jié)定義包括滿足一個(gè)或多個(gè)約束的針對(duì)一實(shí)體的帶時(shí)間戳的事件的序列，其中情節(jié)定義至少包括起始里程碑事件、結(jié)束里程碑事件和結(jié)果度量(outcome measure);將情節(jié)定義轉(zhuǎn)化成正式查詢；對(duì)于多個(gè)實(shí)體從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫中獲得滿足正式查詢的匹配數(shù)據(jù)，其中對(duì)于每個(gè)實(shí)體，匹配數(shù)據(jù)包括多個(gè)帶時(shí)間戳的事件，所述多個(gè)帶時(shí)間戳的事件至少包括起始里程碑事件和結(jié)束里程碑事件；對(duì)匹配數(shù)據(jù)執(zhí)行時(shí)間模式挖掘，以便識(shí)別以閾值以上的支持度值在一組輸入情節(jié)中發(fā)生的一個(gè)或多個(gè)事件子序列模式(event subsequence pattern);將統(tǒng)計(jì)模式分析器應(yīng)用于識(shí)別出的事件子序列模式，以便識(shí)別在識(shí)別出的事件子序列模式和結(jié)果度量之間的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)性，該一個(gè)或多個(gè)相關(guān)性提供給定的模式在預(yù)測(cè)情節(jié)結(jié)果方面的信息度的指示；以及將一個(gè)或多個(gè)識(shí)別出的相關(guān)性可視化，其中所述步驟中的至少一個(gè)由至少一個(gè)硬件設(shè)備執(zhí)行。
[0009]根據(jù)本發(fā)明另外的方面，情節(jié)定義可選地包括里程碑事件、前提條件、結(jié)果度量和時(shí)間約束中的一個(gè)或多個(gè)。前提條件可以指定在起始里程碑之前必須滿足的一個(gè)或多個(gè)約束。情節(jié)定義可以由用戶交互式地指定。
[0010]根據(jù)本發(fā)明另外的方面，時(shí)間模式挖掘包括頻繁模式挖掘。頻繁模式挖掘可以應(yīng)用于通過正式查詢返回的總事件序列，以及應(yīng)用于在序列里程碑事件之間發(fā)生的每個(gè)中間事件序列。
[0011]根據(jù)本發(fā)明另外的方面，可視化包括將群體概覽、里程碑時(shí)間軸和挖掘模式圖中的一個(gè)或多個(gè)可視化。示例性里程碑時(shí)間軸示出定義總情節(jié)的里程碑事件的序列。示例性挖掘模式圖將反映正面和負(fù)面覆蓋的一組兩個(gè)軸可視化，并且可選地提供用于時(shí)間比較的動(dòng)畫。
[0012]本發(fā)明的另一個(gè)方面或其元素可以用有形地體現(xiàn)計(jì)算機(jī)可讀指令的制造品的形式實(shí)現(xiàn)，其中所述計(jì)算機(jī)可讀指令在被執(zhí)行時(shí)使計(jì)算機(jī)執(zhí)行本文所描述的多個(gè)方法步驟。此外，本發(fā)明的另一個(gè)方面或其元素可以以裝置的形式實(shí)現(xiàn)，其中所述裝置包括存儲(chǔ)器和耦合到存儲(chǔ)器并配置成執(zhí)行所提到的方法步驟的至少一個(gè)處理器。此外，本發(fā)明的另一個(gè)方面或其元素可以以用于執(zhí)行本文所描述的方法步驟或其元素的裝置的形式來實(shí)現(xiàn)；所述裝置可以包括硬件模塊或者硬件和軟件模塊的組合，其中軟件模塊存儲(chǔ)在有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(或多個(gè)這種介質(zhì))中。
[0013]根據(jù)結(jié)合附圖閱讀的說明性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
【附圖說明】
[0014]圖1示出包含本發(fā)明的方面的示例性可視化分析系統(tǒng)；
[0015]圖2示出可以通過本發(fā)明處理的示例性情節(jié)；
[0016]圖3A示出允許用戶指定情節(jié)的示例性圖形用戶接口 ；
[0017]圖3B示出示例性查詢結(jié)果，其包括滿足圖3A中所示的示例性查詢中體現(xiàn)的情節(jié)約束的匹配患者和事件序列；
[0018]圖4是示出包含本發(fā)明的方面的模式挖掘模塊的示例性實(shí)現(xiàn)的流程圖；
[0019]圖5是示出包含本發(fā)明的方面的交互式可視化模塊的示例性實(shí)現(xiàn)的流程圖；
[0020]圖6A至6C示出針對(duì)心力衰竭患者的示例性可視化；
[0021]圖7示出在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面和/或元素中有用的示例性可視化分析系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明的方面提供了改進(jìn)的可視化分析技術(shù)，其將基于挖掘和可視化的技術(shù)相結(jié)合以克服上面概述的局限性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了改進(jìn)的可視化分析技術(shù)，其將下述相結(jié)合:用于交互式地指定情節(jié)定義的可視化情節(jié)查詢工具，執(zhí)行模式挖掘以幫助發(fā)現(xiàn)情節(jié)內(nèi)的重要中間事件的按需數(shù)據(jù)分析，以及用于允許臨床事件序列數(shù)據(jù)的交互式探索和分析的動(dòng)態(tài)信息可視化能力。查詢能力允許用戶直觀和快速地取回滿足感興趣的復(fù)雜臨床情節(jié)的患者群體。所公開的可視化分析系統(tǒng)然后自動(dòng)地利用事件模式挖掘算法以便發(fā)現(xiàn)所返回的群體內(nèi)的重要事件。最后，本發(fā)明的另一方面提供了讓用戶回答一系列有趣問題的交互式可視化接口。所公開的交互式可視化技術(shù)識(shí)別影響結(jié)果的事件以及那些關(guān)聯(lián)如何隨時(shí)間改變。
[0023]盡管在示例性患者和臨床情節(jié)的上下文中舉例說明了本發(fā)明，如對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言明顯的是，本發(fā)明可以應(yīng)用于其中需要可視化分析以結(jié)合基于模式挖掘和時(shí)間事件可視化的技術(shù)的任何上下文中。
[0024]圖1示出包含本發(fā)明的方面的示例性可視化分析系統(tǒng)100。如圖1所示，示例性可視化分析系統(tǒng)100包括可視化查詢模塊110、下面結(jié)合圖4進(jìn)一步討論的模式挖掘模塊400、和下面結(jié)合圖5進(jìn)一步討論的交互式可視化模塊500。如在下文中所討論的，示例性可視化分析系統(tǒng)100提供用于創(chuàng)建情節(jié)約束的直觀用戶接口、并實(shí)現(xiàn)用于即興事件序列分析的交互式工作流程。
[0025]如圖1所示，從患者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫105中取回與可視化查詢模塊110的可視化查詢中所表達(dá)的情節(jié)定義匹配的患者數(shù)據(jù)、并將其傳遞給模式挖掘模塊400。如下面結(jié)合圖2進(jìn)一步討論的，在一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)中，首先對(duì)完整情節(jié)200執(zhí)行挖掘。然后對(duì)中間情節(jié)執(zhí)行相同的挖掘算法。如下面結(jié)合圖2進(jìn)一步討論的，圖1中所示的去往模式挖掘模塊400的四個(gè)箭頭對(duì)應(yīng)于圖2中的四個(gè)條目(完整情節(jié)200，和中間情節(jié)220-1、220-2、220-3)。最后，如圖1所示，交互式可視化模塊500允許用戶探索結(jié)果。
[0026]可視化杳詢樽塊
[0027]示例性可視化查詢模塊110具有兩個(gè)特征:(I)使得能夠定義臨床情節(jié)規(guī)范的易于使用的用戶接口組件，以及(2)將情節(jié)規(guī)范(episode specificat1n)轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行查詢、并從臨床數(shù)據(jù)倉庫取回匹配患者數(shù)據(jù)的查詢引擎。
[0028]圖2示出可以通過本發(fā)明處理的示例性情節(jié)200。如本文所使用的，情節(jié)包括匹配特定約束集的個(gè)體患者的臨床事件序列。例如，情節(jié)可以包括患者在最初的心