眼結膜微血管數據管理系統設計與實現

摘? 要：眼結膜微血管數據的有效管理直接影響相關臨床研究的成果和效率?，F有的眼結膜微血管數據由于缺乏安全規范的數據管理系統，嚴重制約了眼結膜微血管數據的相關臨床研究發展。文章基于LabVIEW軟件和Access數據庫，自主設計一套眼結膜微血管數據管理系統。系統經過臨床研究技術員評價，顯示該系統界面友好清晰，操作便捷，運行穩定。系統實現了數據的安全有效規范管理，為眼結膜微血管數據管理提供了穩定可靠的解決方案。

關鍵詞：數據管理；LabVIEW；數據庫；眼結膜微血管

中圖分類號：TP39；R770? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）03-0033-05

Design and Implementation of Data Management System for Eye Conjunctival Microvasculature

HUANG Yuancong

（Zhongshan Ophthalmic Center， Sun Yat-Sen University， Guangzhou? 510060， China）

Abstract： Effective management of eye conjunctival microvasculature data directly affects the results and efficiency of related clinical research. Due to the lack of safe and standardized data management system， the existing conjunctival microvasculature data seriously restricts its related development of clinical research. Based on LabVIEW software and Access database， this paper designs a data management system for conjunctival microvasculature independently. Through the evaluation by clinical research technicians， it shows that the system has friendly and clear interface， convenient operation and stable operation. The system realizes the safe， effective and standardized management of data， and provides a stable and reliable solution for the data management of conjunctival microvasculature.

Keywords： data management; LabVIEW; database; eye conjunctival microvasculature

0? 引? 言

近年來，由于眼科豐富的影像信息和獨特的光學構造，基于眼科臨床數據開展的新技術新方法探索是目前的研究熱點[1]。與此同時，面對日益龐大的臨床數據，如何保證眼科數據的安全和規范管理已成為臨床研究的難點和痛點[2]。在此前實驗室的研究中，已完成眼結膜微血管系統的構建，實現眼結膜微血管數據的采集和分析，研究表明其在眼科疾病的診療存在一定的價值。隨著臨床研究的推進，現有的眼結膜微血管系統缺乏配套的數據管理系統，限制了其在眼科臨床研究的進一步應用。

目前，眼結膜微血管數據管理采用人工操作和離散式儲存的方法，在采集受試者數據時，技術員需首先在檢查記錄本上手動登記受試者信息和檢查日期，再操作設備進行受試者數據的采集，在采集完畢受試者數據后，手動拷取影像數據至研究電腦上，完成數據臨床研究分析。隨著研究數據的日益龐大，人工管理的模式會導致數據的紊亂和丟失，已不能滿足現有的臨床研究需求。

基于目前數據管理需求，本文基于LabVIEW軟件和Access數據庫開發眼結膜微血管數據管理系統，使用LabVIEW軟件搭建軟件界面和建立與數據庫的鏈接，Access數據庫作為數據的存儲端。結合眼結膜微血管采集設備，可在工作站實現數據的有效管理。如圖1（a）所示為系統登錄界面，圖1（b）為系統應用主界面。

1? 數據管理系統設計

系統的整體設計以臨床需求為導向，圍繞數據安全、管理規范、運行流暢三個技術要點開展系統的開發設計。數據安全方面，本文從系統的使用安全和數據的存儲安全落腳，系統在創建用戶時，會自動在數據庫內根據用戶姓名新建表單內容一致的數據表格，當用戶登錄成功后，系統會顯示相應的檢查信息和數據，保證了不同研究者之間研究信息的相對獨立；原始圖像數據存儲在服務器端，數據庫存儲在系統工作站，構建局域網，單機使用，保證了數據保存的安全性。數據管理是系統開發的重點研究內容，包括數據的增刪改查和基于眼結膜微血管數據臨床研究需求進行特定的功能開發。存儲內容包括受試者歷史檢查記錄信息和影像數據，檢查信息中含有受試者的基本個人信息和檢查記錄。為了提升系統運行的流暢度，針對影像數據，其存儲在局域網內的服務器端，數據庫內保存影像數據的存儲路徑而非龐大的影像數據。系統整體的設計流程如圖2所示。

2? 數據管理系統開發

本文選擇LabVIEW搭建系統界面及程序開發環境，Access數據庫作為數據存儲端。LabVIEW是一種程序開發環境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發，類似于C和BASIC開發環境，LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產生的程序是框圖的形式，大大提升了工程師開發系統的便捷性，其中LabVIEW Database模塊是NI公司集成在開發環境的工具包，安裝完工具后可直接使用相應的vi，用于鏈接數據庫和相應的功能開發[3]。Access數據庫是一種關系索引型數據庫，支持數據庫標準化語言，有利于開發者進行相應的數據庫操作。通過LabVIEW可視化便捷的編程環境和Access標準的數據庫操作語言，能夠快速實現系統開發[4]。

2.1? LabVIEW與數據庫鏈接

LabVIEW與數據庫的連接是系統開發的先決條件。需要用到LabVIEW的基礎模塊和Database模塊，其中Database模塊需要下載安裝包安裝完畢激活后才能使用，可以在互聯接口中的Database工具包點擊選擇我們所需要的vi[5]，Labview與Access數據庫連接方法有基于配置ODBC數據源的方法訪問Access數據庫、基于建立ODBC連接的方法訪問Access數據庫、基于建立OLEDB連接的方法訪問Access數據庫等，本文選擇建立OLEDB連接的方法訪問Access數據庫，OLEDB連接字符串格式如下：Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=文件路徑＼MyDB.mdb;Jet OLEDB：

Database Password=;Persist Security Info=False，其中：Provider表示數據庫驅動程序，Data Source表示數據庫的名稱，Jet OLEDB：Database Password表示數據庫的密碼；Persist Security Info表示是否在數據庫連接成功后保存安全信息。通過設置默認路徑的數據庫，來實現LabVIEW與數據庫之間的快速通信。選擇該連接方式的優點在于基于數據庫地址進行配置連接，后續在進行軟件打包時無需進行數據庫連接配置。該部分在LabVIEW的實現程序如圖3所示。

2.2? 系統登錄及注冊

系統登錄及注冊是實現數據管理安全的第一道保護措施。在先前報道的數據庫開發研究中，所有的用戶登錄后使用同一個數據表格，隨著數據量的增多，數據的管理和安全性都存在隱患。本文創新性的提出將不同用戶的數據信息存儲在相應的用戶表格下，當用戶注冊時，系統會新增保存用戶名、手機號、密碼等信息至用戶信息表格，當注冊成功后，系統會自動在數據庫創建該用戶單獨的數據信息表格。該設計不僅保證了用戶間數據的相對獨立安全，同時也避免了后續用戶數據量龐大時導致的運行冗雜。系統支持忘記密碼功能，會彈出創建用戶時輸入的提示信息，信息匹配成功后則顯示該用戶密碼。系統登錄及注冊功能開發在LabVIEW Database模塊下，選擇相應的vi，配置數據庫操作語言為：select *from 用戶信息 where（ID=？or姓名=？）and 密碼=？，系統登錄界面如圖1（a）所示，主要登錄程序如圖4所示。

2.3? 數據的增刪改查

用戶登錄成功后，如圖1（b）所示，列表顯示所有的歷史檢查記錄，拖動列表方向鍵可以上拉和下拉數據，表格中一行數據代表一次檢查記錄，包括受試者ID、姓名、年齡、檢查日期、圖像存儲目錄等信息。系統每行數據以受試者ID作為數據庫主鍵，當系統每增加一行數據，受試者ID會自動加1，避免數據產生沖突。數據的增刪改查是系統的基本功能，顯示所有信息的數據庫操作語言為“select*from項目order by受試者ID DESC”，支持以受試者姓名、日期和ID為數據查詢條件，以受試者姓名查找為例，查詢的數據庫操作語言為“select *from 項目 where姓名like？”。當鼠標選定特定的行，點擊刪除或者修改按鈕，調用Database模塊中deletevi和updatevi，即可刪除或者修改所選擇的行數據。增刪改查功能在LabVIEW實現的程序如圖5所示。

2.4? 受試者自動檢索復查

在眼微血管的臨床研究中，通常涉及受試者的隨訪復查，為了精準的獲取受試者復查時間，減少研究工作量，本文在數據管理系統中嵌入自動檢索復查功能，用戶在主界面點擊自動檢索復查按鈕跳轉界面，在檢索界面設定隨訪日期，系統通過數據庫操作語言“where檢查日期>#%s# and 檢查日期<#%s#”對比所有受試者的檢查時間，由于復查需要提前時間通知受試者，系統將判斷未來7天內需要復查的受試者并提醒操作者。功能在LabVIEW實現的程序如圖6所示。

2.5? 系統其他功能

系統的其他功能包括列表數據的顯示、圖像數據的管理、系統提示等。系統的主界面列表默認顯示最近20條受試者檢查記錄，當用戶需要倒序查找記錄時，點擊倒序查看按鈕，系統通過2.3描述的所顯示的所有檢查信息的基礎上，利用數組vi和while循環，以受試者的ID為順序號，倒序顯示歷史檢查記錄，該部分程序圖如圖7（b）所示。隨著臨床研究數據的推進，圖像數據量會越來越龐大，雖然數據庫只保存圖像數據的存儲路徑而且數據本身，不會影響系統的運行速度，但系統運行的工作站磁盤存儲空間有限，且數據存儲在本地電腦容易出現誤刪除的情況?；谝陨闲枨?，系統構建“服務器-本機”的數據傳輸模式，龐大的影像數據存儲在單獨的服務器上，而本地電腦只需存儲影像數據的路徑，實現影像數據的查看和上傳下載，這就使得本地電腦的磁盤不會因為圖像數據量而飽和。該模式的開發路線為首先構建服務器與用戶電腦的局域網，系統定期將數據源上傳至局域網的固定存儲位置，同時在本地電腦更新數據的存儲路徑，當數據傳輸完成后，刪除本地電腦本地數據，當用戶下次操作系統時局域網內上傳數據至服務器電腦的程序如圖7（c）所示。彈窗功能可以增加系統的便捷度，當用戶登錄賬號或者密碼錯誤或者操作錯誤時，可以為用戶提供提示信息。該部分程序如圖7（a）所示。

3? 眼結膜微血管數據管理系統應用分析

本文開發的眼結膜微血管數據管理系統旨在為眼結膜微血管臨床研究提供安全有效的數據管理解決方案，提升臨床研究效率。該系統需配套眼結膜微血管采集設備使用，在采集受試者數據前，需規范統一錄入受試者基本信息和檢查記錄，保證數據的完整性和準確性。本文設計開發的系統具有界面友好清晰，流程合理和運行速度快等優點，為了驗證系統在臨床研究中的運行效果，納入了4名研究人員對系統的使用進行評價。分別在系統的操作、安全、效率三個維度、共10個方面進行評分，評分結果如表1所示。

評分結果顯示，系統的總體評價平均分達到了88.1分，表明研究人員對系統的使用較為滿意；評分最低的項為效率維度的響應速度方面，說明系統在實際使用過程中存在操作響應時間過長的問題，在后續延伸開發中，需要重點優化更新系統的程序運行邏輯，達到更高的運行速度；評分最高項為數據隱私方面，表明研究人員更傾向于系統特定的獨立數據管理模式。

4? 結? 論

本文創新性的圍繞眼結膜微血管臨床研究數據的管理需求，基于LabVIEW開發環境和Access數據庫開發完成數據管理系統，實現數據的安全有效的管理，同時也提高數據的使用率，降低了研究人員的數據管理工作量，拓展了眼結膜微血管數據的使用價值，為眼科數據的管理提供了示范作用。

參考文獻：

[1] 袁進，李萌.重視我國眼科人工智能發展面臨的機遇和挑戰 [J].中華實驗眼科雜志，2019，37（8）：599-602.

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[3] 陳樹學，劉萱.Labview寶典 [M].北京：電子工業出版社，2011：460-473.

[4] 張宏偉，黃煒.基于LabVIEW訪問Access數據庫的設計與應用 [J].電子世界，2016（7）：79-80.

[5] 李文濤，曹彥紅，卜旭芳，等.LabVIEW數據庫訪問技術的實現及應用 [J].工礦自動化，2012，38（3）：69-72.

作者簡介：黃遠聰（1994—），男，漢族，廣東梅州人，助理工程師，本科，研究方向：眼科新型裝備技術研究。

收稿日期：2022-11-10