基于MATLAB日常生活活動(dòng)能力評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

馮真真，李偉，祁洪凱，王萬(wàn)勝，付冠

（濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 康復(fù)醫(yī)學(xué)科，山東 濱州 256699）

當(dāng)今社會(huì)，以計(jì)算機(jī)信息為代表的核心技術(shù)正助推臨床康復(fù)評(píng)估工作朝向智能化方向發(fā)展。2009 年王曉春等［1］開發(fā)了一套運(yùn)動(dòng)反饋虛擬現(xiàn)實(shí)四肢康復(fù)系統(tǒng)評(píng)估系統(tǒng)。2019 年潘慧等［2］開發(fā)了一套開發(fā)聽覺言語(yǔ)康復(fù)效果評(píng)估系統(tǒng)。2003 年孟殿懷等［3］開發(fā)了一套糖尿病/肥胖綜合評(píng)估與康復(fù)處方系統(tǒng)軟件。目前，各種康復(fù)評(píng)估系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用正成為學(xué)者和軟件開發(fā)人員研究的熱點(diǎn)。

日常生活活動(dòng)能力康復(fù)評(píng)定是現(xiàn)在康復(fù)醫(yī)學(xué)綜合能力評(píng)定非常重要的方面，其通過(guò)對(duì)患者衣、食、住、行、個(gè)人衛(wèi)生等基本生活能力全面了解，科學(xué)評(píng)估患者日常生活活動(dòng)能力，判斷患者是否能夠回歸社會(huì)，具備獨(dú)立日常生活能力。傳統(tǒng)的日常生活活動(dòng)能力康復(fù)評(píng)定采用紙質(zhì)化的量表對(duì)患者相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估、存儲(chǔ)，該種方法容易增加康復(fù)評(píng)估工作的工作量，且存儲(chǔ)患者量表需要占用大量存儲(chǔ)空間，不便于以后相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計(jì)。本文采用具有簡(jiǎn)單、高信度、高靈敏度特點(diǎn)的Barthel 指數(shù)評(píng)定作為核心量表，利用Matlab圖形用戶界面系統(tǒng)（GUI）開發(fā)日常生活活動(dòng)能力評(píng)估系統(tǒng)，將患者信息錄入、量表評(píng)估、查詢與存檔功能集中，有效避免人為評(píng)估誤差、降低康復(fù)評(píng)估工作的成本，讓康復(fù)評(píng)估工作更加準(zhǔn)確化、信息化、智能化。

1 日常生活活動(dòng)能力評(píng)估系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

根據(jù)日常生活活動(dòng)能力評(píng)定的實(shí)施步驟設(shè)計(jì)本系統(tǒng)，將收集材料、首次交談、開始評(píng)定、記錄與報(bào)告集中于一個(gè)系統(tǒng)中。該系統(tǒng)主要分為兩大功能模塊，分別為Barthel 指數(shù)評(píng)估與存檔模塊和患者評(píng)估數(shù)據(jù)查詢模塊。

1.1 Barthel 指數(shù)評(píng)估與存檔模塊

該模塊主要功能包括患者基本信息的收集、Barthel 指數(shù)表評(píng)估、患者基本信息和評(píng)估數(shù)據(jù)的存檔。

1.1.1 患者基本信息的收集 用于后續(xù)建檔和查詢?cè)u(píng)估對(duì)象身份及評(píng)估結(jié)果的分析，基本信息包括評(píng)估對(duì)象姓名、性別、出生日期、住院號(hào)、評(píng)估者及評(píng)估日期等。

1.1.2 Barthel 指數(shù)評(píng)定量表模塊功能［4］該模塊的功能包括進(jìn)行量表評(píng)估和顯示評(píng)估結(jié)果兩部分。進(jìn)入評(píng)估階段，評(píng)估人員可以在系統(tǒng)進(jìn)入Barthel指數(shù)評(píng)定界面根據(jù)自理、稍依賴、較大依賴、完全依賴等四個(gè)等級(jí)情況，對(duì)進(jìn)食、洗澡、修飾、穿衣、控制大便、控制小便、上廁所、床椅轉(zhuǎn)移等患者日常生活活動(dòng)能力的十項(xiàng)評(píng)定內(nèi)容進(jìn)行打分?；颊咄瓿闪勘硎?xiàng)評(píng)分后，系統(tǒng)會(huì)計(jì)算評(píng)估對(duì)象總得分，并根據(jù)得分與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，將總得分和結(jié)果分析顯示在界面上。

1.1.3 患者基本信息和評(píng)估數(shù)據(jù)的存檔 為了便于后續(xù)對(duì)患者康復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查詢分析，本系統(tǒng)將每個(gè)評(píng)估對(duì)象基本信息和評(píng)估結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)一保存Excel 文件中。

1.2 患者日常生活活動(dòng)能力評(píng)估數(shù)據(jù)查詢模

數(shù)據(jù)查詢時(shí)，通過(guò)住院號(hào)、姓名查詢某個(gè)評(píng)估對(duì)象的患者基本信息、所有評(píng)估歷史數(shù)據(jù)。評(píng)估人員根據(jù)評(píng)估歷史數(shù)據(jù)對(duì)患者康復(fù)效果進(jìn)行全面分析，作為預(yù)測(cè)治療效果、改進(jìn)后續(xù)治療的依據(jù)。

2 圖形用戶界面簡(jiǎn)介

GUI 是Matlab 圖形用戶接口開發(fā)環(huán)境，使用GUI 開發(fā)環(huán)境中提供的工具，通過(guò)布局界面、開發(fā)編程完成實(shí)現(xiàn)不同功能，滿足開發(fā)的需求［5］。

在Matlab 命令窗口中輸入“guide”，在彈出的“guide 快速入門”對(duì)話框中選擇新建GUI 標(biāo)簽下的Black GUI（Default）創(chuàng)建空的（GUI），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成兩個(gè)界面，其中一個(gè)是格式為Fig 的GUI圖形布局編輯器界面，該文件用于布局各種控件對(duì)象（見圖1）；另一個(gè)是格式為M 文件的編程界面，該文件包括GUI 設(shè)計(jì)主函數(shù)、Opening 函數(shù)、Output 函數(shù)及控件回調(diào)函數(shù)等（見圖2）。

圖1 圖形布局編輯器界面

圖2 M 文件的編程界面

3 日常生活活動(dòng)能力評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1 主界面設(shè)計(jì)

為了方便用戶使用，在主界面上設(shè)計(jì)評(píng)估、查詢兩大按鈕。通過(guò)在對(duì)應(yīng)pushbutton 的回調(diào)函數(shù)Callback 中運(yùn)行run（‘文件’）與close（‘文件’）命令實(shí)現(xiàn)評(píng)估、查詢子界面的相互調(diào)用。主界面流程見圖3，主界面見圖4。

圖3 主界面流程

圖4 主界面

主界面主要程序如下：

3.2 評(píng)估與存檔界面設(shè)計(jì)

該模塊通過(guò)get 函數(shù)依次獲取評(píng)估對(duì)象的住院號(hào)、姓名、性別、年齡、量表等十項(xiàng)評(píng)分及評(píng)估結(jié)果等數(shù)據(jù)，通過(guò)if 判斷語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)對(duì)患者Barthel指數(shù)的評(píng)估，使用xlswrite 函數(shù)將患者基本信息、量表十項(xiàng)評(píng)分與評(píng)估結(jié)果存入Excel 中。日常生活活動(dòng)能力評(píng)估與存檔流程見圖5，日常生活活動(dòng)能力評(píng)估與存檔界面見圖6。

圖5 日常生活活動(dòng)能力評(píng)估與存檔流程

圖6 日常生活活動(dòng)能力評(píng)估與存檔界面

主要程序

（1）患者基本信息部分程序

其中，通過(guò)get 函數(shù)獲取患者姓名、性別、年齡等基本信息，guidata 函數(shù)將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在handles 結(jié)構(gòu)體中。

（2）評(píng)估部分程序

其中，if 語(yǔ)句用于日常生活活動(dòng)能力的評(píng)估，通過(guò)set 函數(shù)將量表十項(xiàng)評(píng)分及評(píng)估結(jié)果顯示在界面上。

（3）存檔部分程序

其中，i 為循環(huán)變量，通過(guò)xlswrite 函數(shù)將患者基本信息以及評(píng)估數(shù)據(jù)保存在日常生活活動(dòng)能力評(píng)估統(tǒng)計(jì)表中。

（4）清空部分程序

其中，通過(guò)set 函數(shù)將患者各項(xiàng)數(shù)據(jù)初始化，待接收下一次評(píng)估。

3.3 查詢界面設(shè)計(jì)

患者具有唯一的住院號(hào)，通過(guò)住院號(hào)查詢患者所有量表評(píng)估內(nèi)容。為了獲取量表評(píng)估所需的評(píng)估對(duì)象基本信息，采用for 語(yǔ)句循環(huán)讀取日常生活活動(dòng)能力評(píng)估統(tǒng)計(jì)xls 文件的住院號(hào)，通過(guò)set函數(shù)將數(shù)據(jù)顯示在table 中。查詢流程見圖7，查詢結(jié)果界面見圖8。

圖7 查詢流程

圖8 查詢結(jié)果界面

查詢部分程序：

其中，i 為循環(huán)變量，for 語(yǔ)句循環(huán)訪問(wèn)住院號(hào)并判斷查詢住院號(hào)與輸入住院號(hào)是否一致，并將對(duì)應(yīng)患者所有信息存儲(chǔ)在單元數(shù)組newdata 中，利用set 函數(shù)顯示在uitable 中。

4 討論

目前，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)代表的康復(fù)系統(tǒng)逐步在臨床工作中應(yīng)用。與傳統(tǒng)的康復(fù)評(píng)估工作相比，借助現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)能夠有效提升高臨床康復(fù)工作效率和效果。

鑒于日常生活活動(dòng)能力評(píng)估系統(tǒng)類系統(tǒng)在臨床尚未很好的推廣及應(yīng)用，本研究基于Matlab 圖形界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)GUI 設(shè)計(jì)日常生活活動(dòng)能力評(píng)估系統(tǒng)，與傳統(tǒng)評(píng)估模式相比，其具有簡(jiǎn)潔、高效等特點(diǎn)。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)更新患者評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)，方便評(píng)估人員查詢患者所有評(píng)估量表信息，了解評(píng)估對(duì)象的動(dòng)態(tài)康復(fù)效果。

該系統(tǒng)目前僅僅實(shí)現(xiàn)了Barthel 指數(shù)評(píng)估，下一步將Katz 指數(shù)、修訂的Kenny 自理評(píng)定、功能獨(dú)立性評(píng)定等BADL 標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估量表納入其中，擴(kuò)展評(píng)估量表的內(nèi)容，并且根據(jù)臨床評(píng)估的需求不斷完善該系統(tǒng)的功能。最后，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)評(píng)估量表向電子評(píng)估系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了人工評(píng)估向智能評(píng)估轉(zhuǎn)變，節(jié)省了評(píng)估對(duì)象的數(shù)據(jù)存取，節(jié)省了紙張、印刷成本及存儲(chǔ)空間，避免了在查找數(shù)據(jù)上浪費(fèi)的時(shí)間和精力。