基于SVM算法的医院体检与辅助诊断系统研究与设计

孙鸿儒

（金湖县人民医院 江苏省淮安市 211600）

随着社会经济的不断发展，人们生活水平与质量也得到大幅提高，对自身的健康状况的了解也开始逐步得到重视，人们的健康意识也随之逐步提高。如何及时了解自身的健康状况，是人们开始关注的话题，体检则是一种较好的途径，通过此种方式，能够便于人们较好的了解自身的身体情况，结合医院相应的诊断系统，可以有效预防和提前治疗相关疾病。

1 课题研究背景与意义

随着计算机技术以及网络技术的飞速发展，信息化医疗类软件也得到大力推进，医院的相关信息化管理水平也得到明显提升，业务开展以及资料管理效率也逐步得到有效提高。作为医院的信息管理类管理系统之一，医院体检系统也能够较大程度的对体检信息的系统化管理和合理的高效存储，进而较好解决由于人为原因所导致的体检人员信息丢失与错误等相关问题[1]。对于体检人员，医院体检系统的逐步优化和改进，体检就诊体验质量也将得到大幅提升。对医院来说，医院体检系统的逐步优化和改进，为体检业务运行效率以及医院综合能力的提升上也将得到较大的推进作用[2]。

通过利用当前主流的计算机技术以及网络等技术对医院体检与辅助诊断系统的研究与设计，一方面能够将体检流程与体检业务的高效开展具有较大的改进，另一方面还能够实现体检信息的规范化管理，便于医院对体检数据信息的存储、检索以及统计等，为体检人员的体检满意度、体检医生以及体检资料管理员等不同角色用户的工作效率均具有较大的提升作用，具有重大的研究意义和研究价值[3]。同时，结合体检业务的不断开展与时间推移，将有大量的体检数据信息得到较好保存，通过结合数据挖掘技术、人工智能技术以及机器学习中的SVM算法等，能够高效的对其数据信息进行处理和分析，为开展慢性疾病预测和辅助诊断等均会带来较大的辅助作用，具有较大的研究价值。

2 系统分析

2.1 现状分析

随着体检市场需求的不断扩增，金湖县人民医院体检业务量也随之增大，目前医院虽然采用了一定的信息化手段开展体检工作，但是在实际开展过程中，仍然存在不少问题：

（1）体检效率较低。目前在金湖县人民医院的体检业务开展过程中，虽然采用了部分信息化手段来提升体检效率，但是在体检人员体检过程中，还是以体检单据作为信息传递的媒介，体检人员在每个体检项目完成后待负责该项目的体检医生签字或盖章后才能进入下一项，因此，在一定程度上增加了体检人员的体检等候时间，同时为体检医生单据的填写带来一定的工作量，进而导致整体的体检效率较为低下。

（2）体检数据信息保存不够便捷和全面。在金湖县人民医院的体检业务开展过程中，虽然有专用的电脑用于对体检人员的数据信息进行存取，但是由于没有组网，在数据信息保存上多以纸质版的形式存放，进而在一定程度上导致数据信息保存不够便捷，时间长了之后，对数据信息的查询较为步便，且数据信息存储的也不够全面，在一定程度上会严重影响体检档案管理人员的工作效率。

（3）数据信息不便调取和共享。由于体检部门在整个体检人员的体检业务开展过程中，体检人员信息、体检诊断信息等相关数据信息均在单机版上进行操作，部分数据以纸质版方式存档，因此，在体检数据信息的调取过程中存在较大不便，难以和医院其他非体检部门实现数据信息的共享，同时也导致体检效率不高。

针对以上问题，金湖县人民医院的领导及相关信息工作技术人员开展了广泛调研，计划开始将体检信息管理系统与计算机技术、网络技术充分结合起来，加强医院的信息化工作水平，从有效降低体检人员体检时间，提高体检医生工作效率以及体检数据信息的优化处理与存档等，切实提高医院的整体信息化水平和服务质量。

2.2 功能需求分析

系统功能需求分析主要是在现状分析基础上，进一步对所需设计的系统实现的功能进一步明确，便于软件开发人员进一步完成后续的功能模块设计与实现等相关工作[4]。结合金湖县人民医院实际需求，整个医院体检与辅助诊断系统需包括以下主要功能：系统信息管理、体检登记管理、体检收费管理、体检诊断管理以及辅助诊断。

2.2.1 系统信息管理

系统信息管理是整个医院体检与辅助诊断系统的基础功能，利用该功能，能够用于实现医院体检医生、体检登记员、体检收费员以及系统管理员等不同用户角色基本信息的管理，同时还能够对系统日志、体检科室等基本信息的管理等相关操作。系统管理员具有本功能的最高操作权限。具体的系统信息管理功能用例图的设计如图1所示。

图1：系统信息管理功能用例图

2.2.2 体检登记管理

体检登记管理是整个医院体检与辅助诊断系统的重要功能，通过本功能能够实现不同类型体检人员的基本信息登记、体检套餐管理以及体检单的打印等相关功能。体检登记员具有本功能的主要操作权限。具体的体检登记管理功能用例图的设计如图2所示。

图2：体检登记管理功能用例图

2.2.3 体检收费管理

体检收费管理是整个医院体检与辅助诊断系统的重要功能，通过本功能能够实现不同类型体检人员，即个人体检和团体体检收费的相关操作。体检收费员具有本功能的主要操作权限。具体的体检收费管理功能用例图的设计如图3所示。

图3：体检费用管理功能用例图

2.2.4 体检诊断管理

体检诊断管理是整个医院体检与辅助诊断系统的核心功能，通过本功能能够实现不同类型体检人员体检诊断信息的录入、修改等的管理，并能对总体诊断情况进行审查与打印。体检医生具有本功能的主要操作权限。具体的体检诊断管理功能用例图的设计如图4所示。

图4：体检诊断管理功能用例图

2.2.5 辅助诊断

辅助诊断是整个医院体检与辅助诊断系统的核心功能，是体检诊断管理功能的一个补充，通过本功能能够实现在基础体检信息的基础上，进一步结合SVM等算法对影响高血压等慢性疾病的指标变量进行学习与处理，提出诊断意见，并能对诊断情况进行打印。体检医生具有本功能的主要操作权限。具体的辅助诊断功能用例图的设计如图5所示。

图5：辅助诊断功能用例图

3 系统设计

3.1 系统总体架构设计

结合实际需求，在整个医院体检与辅助诊断系统总体架构设计中，将采用MVC的架构对系统进行设计，具体的系统总体架构图的设计见图6。

图6：医院体检与辅助诊断系统总体架构图

从该医院体检与辅助诊断系统总体架构图可知，整个架构主要由表现层、系统服务层以及数据层三层架构组成，其中，表现层主要为用户提供相应的登录接口，并提供系统相应的操作主界面；系统服务层主要包括核心业务以及业务支撑两大部分，其中，核心业务主要包括体检登记管理、体检收费管理、体检诊断管理以及辅助诊断等功能，业务支撑主要用于提供用户角色的管理以及信息查询与信息交换等功能。数据层主要用于实现对整个医院体检与辅助诊断系统中所有信息表中的数据信息进行调取等相关操作，主要包括体检人员基本信息数据库、体检收费信息数据库、体检诊断信息数据库以及体检结果信息数据库等。

3.2 系统功能模块设计

结合功能需求分析以及系统总体架构的设计，整个医院体检与辅助诊断系统主要需要设计并实现系统信息管理模块、体检登记管理模块、体检收费管理模块、体检诊断管理模块以及辅助诊断模块五大功能模块。

3.2.1 系统信息管理模块

系统信息管理模块主要包括用户角色管理、系统日志管理以及体检科室管理三大子模块，其中，用户角色管理子模块主要用于对医院体检与辅助诊断系统不同角色类型的信息录入、编辑、修改、删除以及操作权限的设置等；系统日志管理子模块主要用于系统操作日志的查询、导出等；体检科室管理子模块主要用于对金湖县人民医院体检各科室的基本信息进行录入、查询、修改以及删除等操作。

3.2.2 体检登记管理模块

体检登记管理模块主要包括体检人员信息登记、体检套餐管理以及体检单打印三大子模块，其中，体检人员信息登记主要用于对个人或者团体体检信息的录入、编辑等相关操作；体检套餐管理则用于对医院体检科室所检项目进行套餐信息的制定、编辑以及修改等；体检单打印则用于结合体检套餐项目以体检指引单以及条形码的形式进行呈现，便于体检人员有序开展体检。

3.2.3 体检收费管理模块

体检收费管理模块主要包括个人体检收费管理和团体体检收费管理两大子模块，结合体检人员的规模不同，利用本模块，用于实现个人体检项目信息的确认与缴费的管理，针对团体体检可以直接将体检人员和套餐情况信息导入至系统数据库中，费用统一由单位在体检结束后进行缴纳。

3.2.4 体检诊断管理模块

体检诊断管理模块主要包括体检诊断信息管理和体检结果管理两大子模块，利用本模块，用于实现体检人员在各体检科室体检结果的录入、查看以及修改等操作，同时，在体检全部结束后，总检医生能够利用本模块对体检人员的所有体检情况进行查询和审核，待审核无误后即可进行后续的体检报告的打印等。

3.2.5 辅助诊断模块

辅助诊断模块主要包括体检数据集预处理和体检数据分析与处理两大子模块，本模块为系统的创新模块，结合体检诊断管理模块中所记录和存储的大量体检数据信息，依据相应的体检指标，利用SVM算法能够对其数据进行挖掘处理，待对体检数据集预处理完成后，通过进一步分析，可以实现对高血压等慢性疾病的提前研判和预警，为体检医生提供诊断辅助。

3.3 基于SVM算法的辅助诊断模型研究

结合SVM算法的相关理论知识，在对整个医院体检与辅助诊断系统中的辅助诊断模型设计中，首先需要结合本系统数据库中所存储的体检人员的数据信息，对影响高血压等慢性病的体检指标变量进行导入和预处理，在整个数据集的预处理过程中，需要进行以下操作：

3.3.1 数据集无量纲化

在辅助诊断模型构建过程中，特征变量的选定需要结合不同分布或不同规格转换至某个特定的分布，此种转换就是指数据集的无量纲化，通过此种操作，主要是便于所建模型具备良好的效果，通过选取合适的特征向量，可以有效防止由于取值过大或过小所造成的影响。在数据集无量纲化过程中，通常采用中心化处理和缩放处理两种方式，进而实现体检指标的量纲的统一。3.3.2 数据集缺失值填充

在对体检数据信息的数据集无量纲化过程中，由于某些原因，如体检医生的输入错误、样本采集错误等，存在部分数据缺失或错误的问题，因此，在数据集的预处理过程中，待数据集无量纲化完成后，还需要进一步对数据集进行缺失值的处理，由于本系统中的体检人员数据集样本规模有限，所以在对其缺失值处理中，可以直接对其进行填充处理操作，在填充过程中，通常可以采取众数填充、均值填充以及中位数填充等方式。

3.3.3 数据集特征选择

在数据集特征选择过程中，结合SVM算法，通常可以采用卡方检验方式对其进行选择，结合特征向量P值的大小，P值越小，处理结果就越好的原则，对所需关联的特征变量进行选取。

待数据集的预处理完成后，基于SVM的辅助分类，便可以确定好需要进行用于模型训练和模型测试的数据集，结合SVM算法的基本原理可知，整个基于SVM算法的辅助诊断模型的预测过程，可以通过以下三步开展：

（1）导入医院体检与辅助诊断系统中的体检信息数据集；

（2）基于SVM算法构建分类器，待构建完成后进行自主学习；

（3）对学习后的辅助诊断模型进行相应评价。

4 结语

随着健康体检行业的快速发展，各大医院也开始逐步重视体检业务，信息化体检系统也逐步得到开发和推广。文章结合金湖县人民医院的体检业务的实际需求，利用MVC架构以及基于SVM算法，研究并设计了医院体检与辅助诊断系统，整个系统主要包括系统信息管理模块、体检登记管理模块、体检收费管理模块、体检诊断管理模块以及辅助诊断模块五大功能模块，除了能够满足常规的体检业务需求外，还能够对体检人员可能患有的慢性疾病进行辅助诊断，具有较大的研究意义。