CN112507681A - 基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多源异构数据整合领域，尤其涉及一种基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法；本发明以模板设计模式为核心，实现一种能够在面对繁多的多源化和异构化的临床医疗数据时，根据数据源的类型和数据格式类型进行模板的匹配和拉取，接着进行数据获取模板、数据清洗模板和数据映射模板的匹配和拉取从而对数据进行处理，的基于模板设计原理的数据处理方法；该方法不论面对的数据来源和结构差异多大，都能从建立的模板内提取出相对应的处理模板，具有更广泛、适配性更强和扩展性强的特点。
Description
技术领域
本发明涉及多源异构数据整合领域，尤其涉及一种基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法。
背景技术
医院信息化的飞速发展使得信息***的建设规模越来越大，这些***因处理的业务和采用的技术架构不同，其采集、处理、存储和交换数据的标准均存在较大的差异。从数据的结构形式来看，分为结构化数据、半结构化数据和非结构化数据：而从信息记录的模式来看，同一实体可能在多个***均有记录，但具体属性集合可能各有不同，即便是同一属性，其命名或数据也可能在交互过程因***或手工记录的原因发生错误而存在相互矛盾、冲突的地方。很明显，医疗行业中的数据呈现出一种多源异构性，该特性会产生严重的数据质量问题，对医疗大数据的后续利用产生极为不利的影响。
现有的医院或者医疗机构的医疗数据处理大都有自己的一套***并且采用独立处理的方式进行数据处理，这种单独采集和处理的方式存在数据难以互通的问题，在面对不同渠道和不同来源的数据时，没办法做到采用相同的处理方法进行数据的处理。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，能够在面对繁多的多源化和异构化的临床医疗数据时，根据数据源的类型和数据格式类型进行模板的匹配和拉取，接着进行数据获取模板、数据清洗模板和数据映射模板的匹配和拉取从而对数据进行处理，建立基于模板设计原理的数据处理方法。
为实现上述目的，本发明提供一种基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，包括：
建立数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***；
基于不同临床医疗信息的格式建立不同的模板实现方法；
基于不同临床医疗信息的目标信息***建立数据获取模板、数据清洗模板和数据映射模板并储存于模板管理子***；
根据模板管理子***中的数据获取模板类型、数据清洗模板类型和数据映射模板类型建立对应的模式匹配规则并储存于模式匹配子***；
执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***时通过模式匹配子***从模板管理子***中拉取相对应的模板进行数据处理，处理完毕后将数据存储至目标数据库。
具体的：在通过模式匹配子***从模板管理子***中拉取相对应的模板进行数据处理的步骤中，数据获取子***处理完数据后，传输至数据清洗子***进行数据清洗，最后传输至数据映射子***进行数据映射。
具体的：所述模式匹配规则包括数据源匹配规则、数据格式匹配规则和动作行为匹配规则。
具体的：所述模板管理子***包括动作行为类型模板管理模块、数据源类型模板管理模块和数据格式模板管理模块。
作为优选：在执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***的步骤前还包括一个步骤，将正在执行的动作从模式匹配子***中匹配相对应的动作行为匹配规则，根据匹配到的动作行为匹配规则从模板管理子***中拉取相对应的动作行为类型模板并输出执行。
作为优选：在执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***的步骤中包括一个步骤：将获取到的数据源从模式匹配子***中匹配数据源匹配规则，根据匹配到的数据源匹配规则从模板管理子***中拉取相对应的数据源类型模板并输出执行。
作为优选：在根据匹配到的数据源匹配规则从模板管理子***中拉去相对应的数据源类型模板并输出执行的步骤之后还包括一个步骤：将获取到的数据格式从模式匹配子***中匹配数据格式匹配规则，根据匹配到的数据格式匹配规则从模板管理子***中拉取相对应的数据格式类型模板并输出执行。
具体的：所述数据源格式类型模板包括信息***数据模板、硬件数据模板和电子文档数据模板中的一种或者多种。
具体的：所述数据格式类型模板包括DB格式模板、JSON格式模板、XML格式模板和CSV格式模板中的一种或者多种。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的一种基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，包括：
建立数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***；
基于不同临床医疗信息的格式建立不同的模板实现方法；
基于不同临床医疗信息的目标信息***建立数据获取模板、数据清洗模板和数据映射模板并储存于模板管理子***；
根据模板管理子***中的数据获取模板类型、数据清洗模板类型和数据映射模板类型建立对应的模式匹配规则并储存于模式匹配子***；执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***时通过模式匹配子***从模板管理子***中拉取相对应的模板进行数据处理，处理完毕后将数据存储至目标数据库；本方法能够在面对繁多的多源化和异构化的临床医疗数据时，根据数据源的类型和数据格式类型进行模板的匹配和拉取，接着进行数据获取模板、数据清洗模板和数据映射模板的匹配和拉取从而对数据进行处理，建立基于模板设计原理的数据处理方法。
附图说明
图1为本发明的方法原理示意图；
图2为本发明的模式匹配子***示意图；
图3为本发明的模板分布示意图；
图4为本发明的数据获取子***工作原理示意图；
图5为本发明的数据清洗子***工作原理示意图；
图6为本发明的数据映射子***工作原理示意图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
在医疗水平以及医疗信息技术高速发展的今日，临床医疗***的建立成了各大医院和医疗***必不可少的一部分，对于临床医疗***而言，最重要的步骤莫过于临床医疗数据的采集和处理的过程，临床医疗数据的来源和种类是非常多的，不同来源的数据对应的数据格式、数据类型均是不一样的，并且其数据结构也不尽相同；现有的临床医疗数据具有多源和异构的特点。
本发明以模板设计模式为核心，实现一种能够在面对繁多的多源化和异构化的临床医疗数据时，根据数据源的类型和数据格式类型进行模板的匹配和拉取，接着进行数据获取模板、数据清洗模板和数据映射模板的匹配和拉取从而对数据进行处理，的基于模板设计原理的数据处理方法；该方法不论面对的数据来源和结构差异多大，都能从建立的模板内提取出相对应的处理模板，具有更广泛、适配性更强和扩展性强的特点。
本发明具体的提供一种基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，该方法包括如下步骤：
建立数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***；
基于不同临床医疗信息的格式建立不同的模板实现方法；
基于不同临床医疗信息的目标信息***建立数据获取模板、数据清洗模板和数据映射模板并储存于模板管理子***；
根据模板管理子***中的数据获取模板类型、数据清洗模板类型和数据映射模板类型建立对应的模式匹配规则并储存于模式匹配子***；
请参阅图1-3，执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***时通过模式匹配子***从模板管理子***中拉取相对应的模板进行数据处理，处理完毕后将数据存储至目标数据库；整个方法由数据获取子***、数据清洗子***、数据映射子***、模板管理子***和模板匹配子***共同协作实现，模板管理子***内设置有动作行为类型模板管理模块、数据源类型模板管理模块和数据格式模板管理模块，相对应的动作行为类型模板管理模块内存储有数据获取模板、数据清洗模板类型和数据映射模板；数据源类型模板管理模块内存储有信息***数据模板、硬件数据模板和电子文档数据模板等等的常见的医疗数据的数据源类型，但不限于以上提及的几种；数据格式模板管理模块内存储有DB格式模板、JSON格式模板、XML格式模板和CSV格式模板等等的常见的医疗数据的数据格式类型，但不限于以上提及的几种；
在本实施例中：在通过模式匹配子***从模板管理子***中拉取相对应的模板进行数据处理的步骤中，数据获取子***处理完数据后，传输至数据清洗子***进行数据清洗，最后传输至数据映射子***进行数据映射；数据获取、数据清洗和数据映射是整个流程不可缺失和关键的步骤，数据获取是识别数据类型的一个初步的步骤，在该步骤中初步判定数据的数据源类型，并且与相对应的模板进行匹配，抽取与该数据源相适配的模板并输出，之后还要进行数据格式的判定，同时匹配相对应的模板并输出，在完成以上的步骤之后获取初步的数据；完成数据获取步骤之后将数据输送至数据清洗子***进行数据的清洗，数据清洗的目的在于将原本散乱不完整的数据变得完整，从大量的、结构复杂、杂乱无章、难以理解的数据中抽取并推导出有价值、有意义的数据和数据结构；清洗后、保存下来真正有价值、有条理的数据，为后面做数据分析减少分析障碍；完成数据的清洗步骤后将清洗后的数据输送至数据映射子***进行数据映射，数据映射的目的在于将原本难以识别的和多源异构的数据映射为同一并且易于识别的数据类型并同一保持，方便后续数据的识别和保存。
在本实施例中：模式匹配规则包括数据源匹配规则、数据格式匹配规则和动作行为匹配规则；指定多种不同的匹配规则在于快速的将获取的数据以及正在执行的动作有类型快速的匹配相对应的模板，规则相对应的指向模板管理子***内的某一个模板，有助于快速的匹配到相对应的模板。
在本实施例中：模板管理子***包括动作行为类型模板管理模块、数据源类型模板管理模块和数据格式模板管理模块；建立多个管理模块对不同的模板进行分区管理，方便执行数据处理时根据匹配规则快速匹配到对应的模板；
在一个优选的实施例中提及：请参阅图4-6，在执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***的步骤前还包括一个步骤，将正在执行的动作从模式匹配子***中匹配相对应的动作行为匹配规则，根据匹配到的动作行为匹配规则从模板管理子***中拉取相对应的动作行为类型模板并输出执行；在数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***执行前，均需要对即将执行的动作类型进行判定和匹配，这样能够准确的识别数据即将进行的动作，避免数据已经执行过的动作行为再次重复的执行，导致数据在一个子***重复的处理，影响处理效率和处理时效。
在一个优选的实施例中提及：请参阅图4-6，在执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***的步骤中包括一个步骤：将获取到的数据源从模式匹配子***中匹配数据源匹配规则，根据匹配到的数据源匹配规则从模板管理子***中拉取相对应的数据源类型模板并输出执行；每一个子***在执行时都进行数据源的模板匹配，在不同的子***内，不同的数据源相对应的处理模板是不同的，虽然在上一子***中已经进行过数据源的类型匹配，但是数据源在不同的子***内由于进行的处理不同所对应的模板是不同的，故需要匹配数据源在该步骤中相对应的模板处理。
在一个优选的实施例中提及：请参阅图4-6，在根据匹配到的数据源匹配规则从模板管理子***中拉去相对应的数据源类型模板并输出执行的步骤之后还包括一个步骤：将获取到的数据格式从模式匹配子***中匹配数据格式匹配规则，根据匹配到的数据格式匹配规则从模板管理子***中拉取相对应的数据格式类型模板并输出执行；同样的每一个子***在执行时都进行数据格式的模板匹配，在不同的子***内，不同的数据格式相对应的处理模板是不同的，虽然在上一子***中已经进行过数据格式的类型匹配，但是数据格式在不同的子***内由于进行的处理不同所对应的模板是不同的，故需要匹配数据格式在该步骤中相对应的模板处理。
在本实施例中：请参阅图3，数据源格式类型模板包括信息***数据模板、硬件数据模板和电子文档数据模板等等的常见的医疗数据的数据格式类型，但不限于以上提及的几种。
在本实施例中：请参阅图3，数据格式类型模板包括DB格式模板、JSON格式模板、XML格式模板和CSV格式模板等等的常见的医疗数据的数据格式类型，但不限于以上提及的几种。
在本实施例中提及：
对于整个***运行过程来说，不同的数据源，会带来不同的数据结构，而且在不同的阶段对数据会实施不同的动作行为，从而导致模式匹配的规则算法会不同，这就要求模式匹配算法能够满足不同场景下的需求，具有通用性、自适应性和可拓展性；应用软件工程中常见的模板设计模式，提出了自适应模板的构想。
要实现上述的核心，需要对模板、匹配规则等实现存储，本发明主要基于关系型数据库进行存储。
首先，通过建立基础数据库表，主要包括了“数据源类型表”（DATASOURCE_DEF_TABLE）、“数据格式类型表”（DATATYPE_DEF_TABLE）、“动作行为类型表”（OPERATIONTYPE_DEF_TABLE），用于保存***的基础信息，参见图3。
然后，建立对应的模板信息表，主要包括了“数据源模板表”（DATASOURCE_TEMP_TABLE）、“数据格式模板表”（DATATYPE_TEMP_TABLE）、“动作行为模板表”（OPERATIONTYPE_TEMP_TABLE），用来保存各种模板信息数据。
每一个数据源都唯一对应一条“数据源模板表”的记录，即对应一个用于数据源解析的模板；
每一个数据格式都唯一对应一条“数据格式模板表”的记录，即对应一个用于数据格式解析的模板；
每一个***动作行为（主要是数据采集、数据清洗、数据映射）都唯一对应一条“动作行为模板表”的记录，即对应一个用于动作行为解析的模板。
最后，建立“模板适配表”（TEMPLATE_MAPPING_TABLE），用来保存各种基础数据跟模板信息数据的映射关系，其类型字段主要分为三种“DATASOURCE”、“DATATYPE”和“OPERATIONTYPE”。
其中，“DATASOURCE”类型主要定义了“数据源类型表”中的一条记录，如何关联“数据源模板表”的哪条记录；“DATATYPE”类型主要定义了“数据格式类型表”中的一条记录，如何关联“数据格式模板表”的哪条记录；“OPERATIONTYPE”类型主要定义了“动作行为类型表”中的一条记录，如何关联“动作行为模板表”的哪条记录。
在一个实例中提及：
下面以一次典型的数据采集为例：某医疗信息***，数据格式为 JSON，整体行为包括数据获取、数据清洗及数据映射，来说明整体的运行过程。
步骤 1：确定数据源类型为“INFOSYS”、数据格式类型为“JSON”、动作行为为“EXTRACT”、“CLEAN”和“MAPPING”。
步骤 2：根据动作行为类型“EXTRACT”、“CLEAN”和“MAPPING”，从“动作行为模板表”（OPERATIONTYPE_TEMP_TABLE）中查找上述三种行为的执行序号，确定上述动作的执行步骤顺序，通常是数据获取EXTRACT=1、数据清洗=2及数据映射MAPPING=3。
步骤 3： 根据上述执行步骤依次执行，其中每一个动作类型的执行步骤如下：
子步骤 3.1：根据动作行为类型（这里以数据获取EXTRACT为例），去“动作行为模板表”（OPERATIONTYPE_TEMP_TABLE）查询到对应的动作行为模板记录，作为***参数传递给“模板匹配子***”；
子步骤 3.2：“模板匹配子***”根据传递的动作行为名称“EXTRACT”,从“模板适配表”（TEMPLATE_MAPPING_TABLE）中查询匹配该名称的，并且类型为“OPERATIONTYPE”的映射记录，作为***参数传递给“模板获取子***”；
子步骤 3.3：“数据获取子***”根据传入的参数“INFOSYS”，从“模板适配表”（TEMPLATE_MAPPING_TABLE）中查询匹配该名称的，并且类型为“DATASOURCE”的映射记录；然后从“数据源模板表”（DATASOURCE_TEMP_TABLE）查询到对应的数据源模板记录。
子步骤 3.4：“数据获取子***”根据传入的参数“JSON”，从“模板适配表”（TEMPLATE_MAPPING_TABLE）中查询匹配该名称的，并且类型为“DATATYPE”的映射记录；然后从“数据格式模板表”（DATATYPE_TEMP_TABLE）查询到对应的数据格式模板记录。
子步骤 3.5：“数据获取子***”根据上述子步骤 3.3 和 3.4 的数据源模板记录信息和数据格式模板记录信息，调用“模式匹配规则接口”，执行具体的数据获取。
子步骤 4：判断是否存在下一种动作行为，如果存在则继续子步骤 3.1至子步骤3.5 的操作，直至没有下一种动作行为为止，整体***运行过程结束。
本发明的优势在于：
1、根据数据源的类型和数据格式类型进行模板的匹配和拉取，接着进行数据获取模板、数据清洗模板和数据映射模板的匹配和拉取从而对数据进行处理，建立基于模板设计原理的数据处理方法。
2、在每一个子***执行之前均进行动作行为类型的匹配，从而识别数据即将执行的动作类型抽取相对应的模板进行数据处理。
3、每一个子***都执行数据源类型和数据格式类型的匹配，保证不同的数据源和数据格式在不同的子***中均能准确的匹配到相对的模板进行处理。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***；
基于不同临床医疗信息的格式建立不同的模板实现方法；
基于不同临床医疗信息的目标信息***建立数据获取模板、数据清洗模板和数据映射模板并储存于模板管理子***；
根据模板管理子***中的数据获取模板类型、数据清洗模板类型和数据映射模板类型建立对应的模式匹配规则并储存于模式匹配子***；
执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***时通过模式匹配子***从模板管理子***中拉取相对应的模板进行数据处理，处理完毕后将数据存储至目标数据库。
2.根据权利要求1所述的基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，其特征在于，在通过模式匹配子***从模板管理子***中拉取相对应的模板进行数据处理的步骤中，数据获取子***处理完数据后，传输至数据清洗子***进行数据清洗，最后传输至数据映射子***进行数据映射。
3.根据权利要求1所述的基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，其特征在于，所述模式匹配规则包括数据源匹配规则、数据格式匹配规则和动作行为匹配规则。
4.根据权利要求1所述的基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，其特征在于，所述模板管理子***包括动作行为类型模板管理模块、数据源类型模板管理模块和数据格式模板管理模块。
5.根据权利要求3或4所述的基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，其特征在于，在执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***的步骤前还包括一个步骤，将正在执行的动作从模式匹配子***中匹配相对应的动作行为匹配规则，根据匹配到的动作行为匹配规则从模板管理子***中拉取相对应的动作行为类型模板并输出执行。
6.根据权利要求3或4所述的基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，其特征在于，在执行数据获取子***、数据清洗子***和数据映射子***的步骤中包括一个步骤：将获取到的数据源从模式匹配子***中匹配数据源匹配规则，根据匹配到的数据源匹配规则从模板管理子***中拉取相对应的数据源类型模板并输出执行。
7.根据权利要求6所述的基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，其特征在于，在根据匹配到的数据源匹配规则从模板管理子***中拉去相对应的数据源类型模板并输出执行的步骤之后还包括一个步骤：将获取到的数据格式从模式匹配子***中匹配数据格式匹配规则，根据匹配到的数据格式匹配规则从模板管理子***中拉取相对应的数据格式类型模板并输出执行。
8.根据权利要求6所述的基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，其特征在于，所述数据源格式类型模板包括信息***数据模板、硬件数据模板和电子文档数据模板中的一种或者多种。
9.根据权利要求7所述的基于模板设计模式的多源异构医疗数据采集方法，其特征在于，所述数据格式类型模板包括DB格式模板、JSON格式模板、XML格式模板和CSV格式模板中的一种或者多种。
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