一种在线交互式可视化儿童龋齿风险评估预警系统及方法

本发明属于龋齿评估，具体涉及一种在线交互式可视化儿童龋齿风险评估预警系统及方法。

背景技术：

1、龋齿(dental caries or tooth decay)是指在以细菌为主的多种因素的作用下,牙体硬组织发生的慢性进行性破坏。龋齿是儿童常见病和多发病之一，发病率极高，被世界卫生组织(world health organization,who)列为三大重点防治的感染性疾病(癌症、心血管疾病、龋齿)之一。儿童早期龋齿与其他儿童常见病显著相关，如高糖摄入所致的肥胖等。龋齿引发的疼痛也会降低儿童的膳食摄入，影响儿童营养状况和生长发育。

2、儿童龋齿发生的易感因素包括：社会经济因素、膳食、喂养方式、家族史、微生物因素、临床状况等，广泛的健康教育、早期的风险评估预警、及时有效的干预治疗均可有效预防儿童龋齿。目前临床上广泛使用的有龋齿病风险评估工具包括(caries riskassessment tool，cat)、龋病风险评估和管理系统(caries management by riskassessment，cambra)以及瑞典学者bratthall等开发的电脑程序式龋病风险评估系统cariogram。其内容涵盖临床情况(患龋情况、菌斑数量、矫治器佩戴情况、变形链球菌数量密度等)、环境因素(氟化物暴露情况等)、饮食、社会经济因素、家庭口腔保健行为和一般健康情况(是否有特殊医疗的需要、导致唾液减少的因素等)等综合信息。这些儿童龋齿风险评估工具虽然内容全面，使用广泛，但在直观性、实用性、准确性、使用效率等方面尚有不足地方。主要表现为：1、儿童对龋齿定位和程度的评估缺乏直观的理解和感受，从而产生信息偏倚，降低数据质量；2、大多为横断面研究，缺乏采取相应措施后的效果评价；3、收集的数据结果未采用标准的数据结构储存，在数据分析和共享时存在困难；4、在儿童龋齿的长期动态跟踪过程中面临一定挑战，往往会增加患者、医生以及科研人员的潜在负担。在我国对于儿童龋齿的风险评估与预警多采取直接翻译的形式，评估工具的界面设计缺乏统一规范，信息冗杂，排版混乱，在信息的清晰度、阅读性、易用性等方面均存在一定的问题。

3、目前已有部分研究设计开发出便于理解的可视化的儿童龋齿风险评估，如由瑞典学者bratthall等开发的电脑程序式龋齿风险评估系统cariogram采用图形以交互方式展示患者未来患龋的风险，同时展示不同的病因因素在何种程度上影响该特定患者的龋病风险。但将电子化数据采集技术与信息可视化概念整合应用于临床研究的应用工具较有限。国外相关儿童龋齿风险评估的电子信息采集工具主要将目前普遍使用的儿童龋齿分析评估量表的数字化，即将原有的纸质版问卷直接转化成为电子化信息采集方式，主要从每例患者的独特个体疾病指标、风险因素和保护因素，以确定当前和未来的患龋风险。在资料的完整性、数据收集的简便性、高效性、可接受性等方面相比于传统的纸质版评估量表具有显著优势，且可避免纸质版问卷中的逻辑跳转不易操作等问题。在我国，王安军等人虽构建了学龄前儿童龋齿发生的风险评估体系，但儿童龋齿风险评估及数据采集仍主要基于纸质版调查问卷，流程繁杂，在进行数据电子化时容易导致信息丢失，不利于数据的长期存储和进一步的评估分析。因此，为了实现大数据信息时代下的儿童龋齿风险评估及预警和临床数据采集，亟待开发创新、实用的儿童龋齿风险评估数据采集工具。

4、随着大数据采集等技术的发展，电子信息采集系统(electronic data capture,edc)在医疗健康领域得到更多应用，其应用价值日益凸显。目前，主要应用于医学研究领域的数据管理工具主要有excel电子表格、access数据库、epidata数据库和定制开发的edc。excel数据表格软件应用广泛，操作简便，可以连接各种数据类型，但单表行、列记录数有限，且不支持电子数据采集；access数据库，数据结构设置严谨，能有效避免人为录入错误，但数据库过大时，会出现性能下降，安全性不佳等问题，且无法支持、患者的追踪随访；epidata数据库目前在医学研究领域应用广泛，可快速录入数据并进行逻辑核查，但因不能保存数据的修改痕迹，在大型研究的数据管理过程中难以做到数据溯源。另外，上述工具均为单机程序，不能满足当前多中心研究的现实需要。而国内外带有网络功能，能较好支持多中心研究的数据收集系统(如oracle clinical、inform、rave等)多为专项的大型药物试验设计和开发，虽功能完备，但定制价格高昂，难以在临床研究中广泛应用。国内一些自主研发的数据采集系统，因软件技术人员的水平差异，其功能和质量参差不齐，难以满足临床不同科室的研究需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种在线交互式可视化儿童龋齿风险评估预警系统及方法，解决了目前没有可视化儿童龋齿风险评估、预警、长期动态追踪评估的问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种在线交互式可视化儿童龋齿风险评估预警系统，包括：研究者设计管理模块、数据采集模块、信息反馈及健康教育模块、动态随访追踪模块、统计分析模块和数据质量控制模块；

4、研究者设计管理模块，用于研究者根据实际调查需求进行字段编辑、定制实时反馈报告模板及数据管理；

5、数据采集模块，用于采集儿童龋齿相关因素信息，并输入到信息反馈及健康教育模块、统计分析模块和数据质量控制模块中；儿童龋齿相关因素信息包括儿童龋齿相关风险因素、龋齿可视化定位信息、疼痛程度信息及龋齿风险评估纵向数据；

6、信息反馈及健康教育模块，用于接收儿童龋齿相关因素信息，并根据龋齿风险因素个数和龋齿疼痛程度生成龋齿风险反馈评估报告和风险预警，实现调查研究中信息的双向流动；在龋齿风险反馈评估报告上附有儿童龋齿预防科普视频，用于对学龄前儿童进行龋齿健康教育；

7、动态随访追踪模块，用于定制随访提醒，系统按照设置周期向用户发送随访提醒，每隔一个设置周期进行一次风险评估，实现长期动态随访；还用于将随访信息分别输入到数据采集模块、统计分析模块和数据质量控制模块；

8、统计分析模块，用于统计数据采集模块接收的儿童龋齿相关因素信息，研究者通过该模块查看现有全部信息及调查记录的完成状态，对采集到的观测数据进行初步的统计描述，并将原始数据导出进行后续分析；

9、数据质量控制模块，用于异常值、缺失值核查或根据研究者自定义的数据质量核查规则对数据采集模块接收到的儿童龋齿相关因素信息进行质量监测，进行用户权限管理。

10、进一步，研究者设计管理模块中，字段编辑包括在线设计模块和数据字典导入模块；

11、在线设计模块具体为通过网页端在线设计，用于少量条目的增加、修改和删除；

12、数据字典导入模块，用于通过下载excel数据字典模板实现批量条目的增加、修改和删除。

13、进一步，数据采集模块包括儿童龋齿风险因素采集模块、儿童龋齿可视化精准定位模块、疼痛信息量化采集模块和纵向数据采集模块；

14、儿童龋齿风险因素采集模块，用于采集儿童龋齿的相关风险因素，输入到信息反馈及健康教育模块、统计分析模块和数据质量控制模块中；

15、儿童龋齿可视化精准定位模块，用于通过交互式图像采集儿童龋齿部位、牙齿疼痛程度信息；

16、疼痛信息量化采集模块，用于通过疼痛笑脸评估法进行可视化牙齿疼痛等级评估；

17、纵向数据采集模块，用于采集同一位儿童不同随访时期的龋齿相关信息，实现龋齿风险因素动态评估。

18、进一步，信息反馈及健康教育模块包括龋齿风险因素描述模块、龋齿预警风险等级评估模块和儿童龋齿健康教育模块；

19、龋齿风险因素描述模块，用于根据数据采集模块输入的数据进行整合，输出儿童龋齿主要风险因素个数和具体风险描述；

20、龋齿预警风险等级评估模块，用于根据儿童龋齿主要风险因素个数和牙齿疼痛情况确定龋齿预警风险等级，给予个性化预防和就诊建议；

21、儿童龋齿健康教育模块，为附在龋齿风险反馈评估报告中的儿童龋齿预防科普视频，用于对学龄前儿童进行龋齿健康教育。

22、进一步，统计分析模块包括调查记录状态进度统计模块和数据统计描述模块；

23、调查记录状态进度统计模块，用于展示现有全部记录及其完成状态，采用不同颜色分类表明儿童龋齿风险评估表单的完成及验证状态；

24、数据统计描述模块，用于对分类变量进行频数描述，并绘制频数分布图；对连续变量进行统计量的描述统计。

25、进一步，分类变量为如龋齿风险因素中的母乳喂养状况，连续变量为疼痛牙齿个数。

26、进一步，数据质量控制模块包括数据质量检测模块和用户权限管理模块；

27、数据质量检测模块，用于研究者监测异常值、缺失值或自定义数据质量控制标准，完成实时数据质量监测；

28、用户权限管理模块，适用于多中心研究，用于对不同研究者设置数据访问权限，实现数据共享。

29、进一步，在数据质量控制模块中已列出部分预定义的数据质量控制规则，研究者还能根据需要创建自定义的质控规则或编辑、删除、重新排列已创建的规则。

30、本发明还公开了一种基于所述系统的在线交互式可视化儿童龋齿风险评估预警方法，包括以下步骤：

31、(1)研究者根据实际信息采集需要，在研究者设计管理模块中增加、修改或删减调查条目，在动态随访追踪模块中设置自动化随访提醒；

32、(2)儿童龋齿相关因素采集：基于数据采集模块采集儿童龋齿相关风险因素、龋齿定位及疼痛程度，并输入到信息反馈及健康教育模块、统计分析模块和数据质量控制模块；

33、(3)儿童龋齿风险因素实时反馈及预警：对步骤(2)中采集到的儿童龋齿相关风险因素、龋齿定位以及疼痛程度进行汇总和分析，并根据龋齿危险因素个数和牙齿疼痛情况将龋齿预警风险分为多个等级，提出相应预防就诊建议，由信息反馈及健康教育模块输出；

34、(4)儿童龋齿动态随访追踪：初次完成评估后，根据动态随访追踪模块预先设置的周期，用户收到随访提醒邮件，调用数据采集模块采集同步骤(2)中相同的龋齿风险信息，以实现龋齿危险因素的动态评估或治疗效果评价；

35、(5)研究者数据管理和质控：研究者端通过统计分析模块、数据质量控制模块掌握儿童龋齿风险因素、评估结果及完成状态、数据采集质量，实现实时的数据分析、监督和管理。

36、进一步，步骤(3)中提到的多个龋齿预警风险等级及分级标准分别为：

37、无牙齿疼痛且风险因素个数≤1，则说明没有龋齿，牙齿健康；

38、无牙齿疼痛且龋齿风险因素个数≥2，则说明没有龋齿，但需要注意卫生；

39、牙齿疼痛且风险因素个数>1，则说明患有龋齿，建议尽早就医，保持口腔卫生，改善不良生活饮食习惯；

40、牙齿疼痛但风险因素个数≤1，则说明患有龋齿，建议尽早就医。

41、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

42、本发明提供了一种在线交互式可视化儿童龋齿风险评估预警系统，相比于传统的风险评估预警工具，本发明的主要优势有：

43、交互式可视化精准化龋齿定位评估：通过交互式可视化的龋齿风险评估，将牙齿疼痛程度、疼痛部位等难以用语言描述的信息以可视化的形式收集，适用于儿童，可有效提高数据采集质量，有助于推动健康医疗大数据时代下的疾病精准治疗与防控；

44、数据采集及健康教育功能相结合：评估报告包含关于儿童牙齿防护的相关知识和教育视频，有助于实现健康知识宣教，达到一级预防的目的；

45、支持儿童龋齿风险因素的动态追踪评估：该工具设有自动随访提醒功能，初次调查后的每三个月将自动给家长/看护人邮箱/手机发送随访提醒邮件/短信，提升研究效率；

46、儿童龋齿风险因素评估的实时反馈：克服了调查中信息单向流动的弊端，实现儿童龋齿风险因素评估的实时反馈，增加评估者的参与感，提升信息收集的准确性；

47、儿童龋齿风险预警：倡导早发现、早诊断、早治疗的预防理念。对问卷中的风险因素进行评估和统计描述，为疾病的预防、治疗提供数据支持和指导建议；

48、实现数据采集的完整性和数据储存的结构化：本发明可将儿童的基本人口学特征，龋齿发生部位的可视化调查和风险因素、龋齿风险评估和反馈报告等信息整合为一个系统完整的调查工具，便于数据的收集、整理和后续分析。

49、儿童龋齿是常见的口腔疾病，严重影响儿童的生长发育，早期、准确的龋齿风险评估和预警对儿童龋齿防治具有重要意义。本发明的推广和使用解决了儿童龋齿风险评估中信息收集困难和质量参差不齐的问题，克服了传统评估中信息单向延迟的弊端，改变传统的医学研究中数据采集、存储的方式，有助于推动多中心研究、队列研究中的数据采集、储存、随访管理和反馈预警的新模式。