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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Darstellung
einer Vielzahl von Datensätzen
mit jeweils mehreren Datenfeldern auf einem Bildschirm, insbesondere
zur Darstellung von medizinischen Patientendaten, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß Anspruch
17.
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In
den vergangenen Jahren wurden im medizinischen Bereich zunehmend
Datenbanken mit Patientendaten aufgebaut, wobei die Patientendaten beispielsweise
phänotypische
Informationen (z.B. Alter, Geschlecht, O2-Sättigung,
Blutdruck, etc.) und genetische Informationen über den jeweiligen Patienten
enthalten können.
Durch eine Auswertung einer Vielzahl von Patientendaten kann man
dann die Abhängigkeit
bestimmter Krankheitsbilder von zugehörigen genetischen Konstellationen
erkennen. Hierzu werden die Patientendaten beispielsweise matrixförmig auf
einem Bildschirm dargestellt, wobei die einzelnen Patientendatensätze beispielsweise
spaltenförmig
nebeneinander angeordnet sind, während
die einzelnen übereinander
angeordneten Datenfelder der Patientendatensätze jeweils eine phänotypische Größe (z.B.
Alter, Geschlecht, Blutdruck, etc.) oder eine genetische Information
in alphanumerischer Form wiedergeben.
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Nachteilig
an dieser alphanumerischen Darstellung der Patientendaten ist die
schwierige optische Auswertung, da auch extreme Werte der Patientendaten
optisch nur wenig hervorstechen.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei dem vorstehenden
beschriebenen Verfahren zur Darstellung von Patientendaten bzw.
bei einer entsprechenden Vorrichtung die visuelle Analysierbarkeit
der Patientendaten zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens durch die Merkmale des
Anspruchs 1 und hinsichtlich einer Vorrichtung durch die Merkmale des
Anspruchs 17 gelöst.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die visuelle Analysierbarkeit
von graphisch dargestellten Daten (z.B. Patientendaten) durch eine
farbige Darstellung der Daten wesentlich erleichtert wird, da sich
auf diese Weise Extremwerte und Zusammenhänge zwischen den Daten besser
erfassen lassen.
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Die
Erfindung umfasst deshalb die allgemeine technische Lehre, die einzelnen
Datenfelder der graphisch darzustellenden Datensätze jeweils durch Farbfelder
mit einer bestimmten Farbe darzustellen, wobei die Farbe in Abhängigkeit
von dem Wert des jeweiligen Datenfeldes festgelegt wird.
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Anstelle
der Farbe der einzelnen Farbwerte kann jedoch auch die Helligkeit
der einzelnen Farbfelder in Abhängigkeit
von dem Wert des zugehörigen
Datenfeldes festgelegt werden, um dem Betrachter die visuelle Analyse
der dargestellten Daten zu erleichtern. Zur Vereinfachung wird jedoch
im folgenden lediglich auf die Farbe der Farbfelder abgestellt,
wobei darauf hinzuweisen ist, dass die einzelnen Farbfelder auch
monochrom sein können
und sich lediglich hinsichtlich ihrer Helligkeit unterscheiden.
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Bei
der Darstellung des Blutdrucks können beispielsweise
rote Farbfelder einen zu hohen Blutdruck anzeigen, wohingegen ein angepasster
Blutdruck durch ein grünes
Farbfeld dargestellt wird. Zwischen diesen Extremwerten können Zwischenwerte durch
entsprechende Farbtöne,
wie beispielsweise gelb oder orange, dargestellt werden, um dem
Benutzer einen intuitiven Überblick über den
Zustand der jeweiligen Patienten zu geben.
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Die
Zuordnung der Werte der einzelnen Datenfelder zu den resultierenden
Farbwerten kann beispielsweise durch mathematische Formeln erfolgen, die
für jedes
Datenfeld der Datensätze
frei konfigurierbar sein können.
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In
einer Variante der Erfindung werden die Daten vor ihrer farbigen
Darstellung normalisiert, d.h. es erfolgt eine Bewertung der Daten
(z.B. des Blutdrucks) anhand anderer Daten (z.B. Patientenalter). So
ist ein Blutdruck von 130 mm Quecksilbersäule beispielsweise bei einem
drei Monate alten Säugling abnormal
und sollte dementsprechend durch ein rotes Farbfeld dargestellt
werden, wohingegen derselbe Blutdruck bei einem 30-jährigen Menschen
normal ist und dementsprechend durch ein grünes Farbfeld dargestellt wird.
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Die
Normalisierung der darzustellenden Daten kann in die Berechnung
der jeweiligen Farbwerte integriert werden, indem der Farbwert eines
Farbfeldes nicht nur in Abhängigkeit
von dem Wert des zugehörigen
Datenfeldes, sondern auch in Abhängigkeit
von anderen Werten berechnet wird.
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Vorzugsweise
erfolgt die Normalisierung der Daten jeweils innerhalb eines Datensatzes,
indem bei der Berechnung der Farbwerte für die einzelnen Farbfelder
nicht nur die Werte der jeweils zugehörigen Datenfelder berücksichtigt
wird, sondern auch die Werte anderer Datenfelder desselben Datensatzes.
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Es
ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, eine datensatzübergreifende
Normalisierung der Daten vorzunehmen. Hierbei erfolgt die Berechnung
der Farbwerte für
die einzelnen Farbfelder nicht nur in Abhängigkeit von den Werten der
zugehörigen
Datenfelder, sondern auch in Abhängigkeit von
den Werten der Datenfelder anderer Datensätze. So ist es beispielsweise
möglich,
bei der farbigen Darstellung des Alters eines Patienten nicht nur
dessen tatsächliches
Alter zu berücksichtigen,
sondern auch die Alterswerte des ganzen Patientenkollektivs. Bei
einer starken Abweichung des Patientenalters gegenüber dem
durchschnittlichen Patientenalter könnte dann eine Darstellung
in roter Farbe erfolgen, wohingegen eine gute Übereinstimmung mit dem durchschnittlichen
Patientenalter in grüner
Farbe dargestellt werden könnte.
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Die
beiden vorstehend beschriebenen Varianten einer datensatzinternen
Normalisierung einerseits und einer datensatzübergreifenden Normalisierung
andererseits können
auch in Kombination miteinander eingesetzt werden, so dass bei der
Normalisierung beliebige Datenfelder und Datensätze berücksichtigt werden können.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass auf dem Bildschirm
ein Zeiger dargestellt wird, der von einem Benutzer durch ein manuelles
Eingabegerät
bewegt werden kann, um eines der dargestellten Farbfelder auszuwählen, wobei
zu dem ausgewählten
Farbfeld Detailinformationen auf dem Bildschirm dargestellt werden
können.
Der Benutzer kann hierbei also beispielsweise mit einer sogenannten
Maus den Zeiger auf dem Bildschirm bewegen und eines der dargestellten
Farbfelder selektieren, woraufhin die Detailinformationen zu dem
selektierten Farbfeld innerhalb eines sogenannten Pop-Up-Fensters
dargestellt werden. Die Zusammensetzung der in dem Pop-Up-Fenster
dargestellten Detailinformation kann hierbei von dem Benutzer vorab
frei konfiguriert werden. Beispielsweise könnte der Benutzer bei der Konfiguration
der darzustellenden Detailinformationen für jedes Datenfeld eines Datensatzes
individuell angeben, welche Detailinformationen bei einer Auswahl
eines derartigen Feldes dargestellt werden sollen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass auf dem Bildschirm nicht
nur die darzustellenden Daten selbst wiedergegeben werden, sondern
zusätzlich
Statistikwerte, die aus den Daten gewonnen wurden. Beispielsweise
kann zu jedem Datenfeld der Durchschnittwert, die Standardabweichung
oder die Häufigkeit über sämtliche
Datensätze
berechnet und dargestellt werden.
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Vorzugsweise
erfolgt auch die Darstellung der Statistikwerte nicht in alphanumerischer
Form, sondern als Farbfelder mit bestimmten Farbwerten, welche dem
Statistikwert entsprechen.
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Auch
hierbei können
die Statistikwerte normalisiert werden, um dem Benutzer die Erkennung signifikanter
Werte zu erleichtern.
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Ferner
ist zu erwähnen,
dass die Erfindung nicht nur zur Darstellung medizinischer oder
biologischer Daten eingesetzt werden kann, sondern auch die grafische
Darstellung beliebiger anderer Daten ermöglicht, bei denen eine optische
Analyse erleichtert werden soll.
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Weiterhin
ist zu erwähnen,
dass die darzustellenden Daten nicht notwendigerweise aus einer einzigen
Datenbank ausgelesen werden. Es ist vielmehr auch möglich, dass
die Daten aus mehreren Datenbanken oder Dateien (z.B. Excel®-Dateien) ausgelesen
werden. Die Daten aus den verschiedenen Datenbanken werden dann
datenbankübergreifend
normalisiert und mehrfarbig visualisiert, wobei auch eine statistische
Auswertung möglich
ist.
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Andere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1a ein Bildschirmfenster
mit phänotypischen
und genetischen Patientendaten,
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1b ein Bildschirmfenster
mit genetischen Detaildaten zu den genetischen Daten aus 1a,
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2a ein Bildschirmfenster
mit phänotypischen
Patientendaten,
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2b ein Bildschirmfenster
mit genetischen Daten zu den Patientendaten aus 2a,
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3a und 3b das erfindungsgemäße Verfahren in Form eines
Flussdiagramms sowie
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4 ein vereinfachtes Schaubild
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens.
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Die
Darstellung in 1a zeigt
eine Vielzahl von Patientendatensätzen, die sowohl Datenfelder mit
phänotypischen
Patientendaten (z.B. Alter, Blutdruck, Geschlecht, O2-Sättigung)
als auch Datenfelder mit genetischen Patientendaten enthalten.
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Die
Patientendaten sind hierbei in einem Bildschirmfenster 1 matrixförmig dargestellt,
wobei die Patientendatensätze
jeweils spaltenförmig
nebeneinander angeordnet sind, während
die einzelnen Datenfelder der Datensätze übereinander angeordnet sind.
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Die
Darstellung der einzelnen Datenfelder der Datensätze erfolgt hierbei durch Farbfelder 2 mit bestimmten
Farbwerten, wobei die Farbwerte der einzelnen Farbfelder 2 in
Abhängigkeit
von dem Wert des zugehörigen
Datenfeldes berechnet wurden. Aufgrund der schwarz-weißen Darstellung
sind die unterschiedlichen Farbwerte der Farbfelder 2 in
der Zeichnung durch entsprechende Schraffuren ersetzt.
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Die
Farbwerte der einzelnen Farbfelder 2 geben jedoch nicht
nur den Wert des zugehörigen
Datenfeldes wieder, sondern werden auch in Abhängigkeit von den Werten anderer
Datenfelder normalisiert.
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So
erfolgt für
die den Blutdruck wiedergebenden Datenfelder bzw. Farbfelder 2 eine
datensatzinterne Normalisierung, indem der Blutdruck entsprechend
dem Alter des Patienten bewertet wird. So ist beispielsweise ein
Blutdruck von 130 mm Quecksilbersäule bei einem drei Monate alten
Säugling
abnormal und wird dementsprechend durch ein rotes Farbfeld dargestellt,
wohingegen der selbe Blutdruck bei einem 30-jährigen Menschen normal ist
und dementsprechend durch ein grünes
Farbfeld wiedergegeben wird. Die Normalisierung für die Datenfelder
des Blutdrucks erfolgt aber ausschließlich innerhalb der einzelnen
Datensätze,
wobei auch andere Datenfelder als das Patientenalter bei der Normalisierung
berücksichtigt
werden können.
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Andere
Datenfelder, wie beispielsweise das Patientenalter, werden dagegen
datensatzübergreifend
normalisiert. So kann beispielsweise ein Patientenalter, das vom
Durchschnittsalter des erfassten Patientenkollektivs stark abweicht,
durch ein rotes Farbfeld dargestellt werden, wohingegen ein durchschnittliches
Patientenalter durch ein grünes
Farbfeld wiedergegeben wird. Auf diese Weise kann der Betrachter
sofort altersbedingte Ausreißer
erkennen und bei der Analyse gegebenenfalls aussondern.
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Weiterhin
werden in dem Bildschirmfenster 1 Farbfelder 3, 4 sowie
ein balkenförmiges
Farbfeld 5 dargestellt, die Statistikdaten zu den Patientendaten wiedergeben.
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In
dem Farbfeld 3 wird beispielsweise der Durchschnittswert
des zugehörigen
Datenfeldes über sämtliche
Patientendatensätze
farbig dargestellt, während
das Farbfeld 4 die Standardabweichung der Werte des zugehörigen Datenfeldes über sämtliche Patientendatensätze farbig
anzeigt. Das Farbfeld 5 gibt dagegen die Häufigkeit
des Auftretens des zugehörigen
Merkmals (z.B. männliches
Geschlecht) in den Datensätzen
farbig wieder.
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Darüber hinaus
kann der Benutzer in dem Bildschirmfenster 1 einen Zeiger 6 mittels
einer Maus oder eines anderen handgeführten Eingabegerätes bewegen
und dadurch bestimmte Farbfelder 2-5 auswählen. Bei
der Auswahl eines der Farbfelder 2-5 erscheint dann ein
sogenanntes Pop-Up-Fenster 7 mit Detailinformationen zu
dem zugehörigen
Datensatz bzw. Datenfeld. Der Benutzer kann hierbei vorab frei konfigurieren,
welche Detailinformationen in dem Pop-Up-Fenster 7 dargestellt
werden, wobei diese Konfiguration für jedes Datenfeld individuell
vorgenommen werden kann. Bei der Auswahl eines den Blutdruck wiedergebenden
Farbfeldes können
in dem Pop-Up-Fenster 7 beispielsweise blutdruckrelevante
Patientendaten dargestellt werden (z.B. Alter, Gewicht), während bei
einer Auswahl des den Gesundheitszustand wiedergebenden Farbfeldes
Detailinformationen über
Vorerkrankungen dargestellt werden.
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Die
in den unteren vier Zeilen des Bildschirmfensters 1 dargestellten
genetischen Patientendaten sind lediglich summarisch und ermöglichen deshalb
nur eine eingeschränkte
Beurteilung. Der Benutzer kann sich deshalb einen genaueren Überblick über die
genetischen Patientendaten verschaffen, indem er mit dem Zeiger 6 Farbfelder 2 mit
Gendaten auswählt,
woraufhin ein in 1b dargestelltes
weiteres Bildschirmfenster 8 geöffnet wird. In dem Bildschirmfenster 8 sind
wiederum genetische Detailinformationen matrixförmig farbig dargestellt, wobei die
unteren vier Zeilen in dem Bildschirmfenster 1 den Spalten
in dem Bildschirmfenster 8 entsprechen.
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Die
genetischen Detailinformationen werden in dem Bildschirmfenster 8 ebenfalls
durch matrixförmig
angeordnete Farbfelder 9 dargestellt, wobei die Farbwerte
der Farbfelder 9 datensatzintern und/oder datensatzübergreifend
normalisiert werden können und
die genetischen Detailinformationen wiedergeben.
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Alternativ
besteht auch die Möglichkeit,
dass die in den unteren vier Zeilen des Bildschirmfensters 1 dargestellten
Gendaten bereits detaillierte patientenspezifische genetische Informationen
enthalten. In dem Bildschirmfenster 8 können dann weitere genetische
Informationen wiedergegeben werden, die nicht notwendigerweise patientenspezifisch
sind, sondern beispielsweise Informationen über die Lokalisation eines
Gens im Genom, dessen Beziehung zu anderen Genen oder Informationen über dessen
Proteinlokalisation in der Zelle darstellen.
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Schließlich kann
der Benutzer auch in dem Bildschirmfenster 8 mittels eines
Zeigers 10 einzelne Farbfelder 9 auswählen, woraufhin
in einem Pop-Up-Fenster 11 Detailinformationen zu den selektierten
genetischen Daten dargestellt werden.
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Die 2a und 2b zeigen Bildschirmfenster 1' und 2', die weitgehend
mit den vorstehend beschriebenen Bildschirmfenstern 1, 2 übereinstimmen,
so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung
verwiesen wird und für
entsprechende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet werden,
die lediglich zur Unterscheidung durch einen Apostroph gekennzeichnet sind.
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Eine
Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels
besteht darin, dass das Bildschirmfenster 1' nur phänotypische Patientendaten,
aber keine genetischen Patientendaten zeigt, die ausschließlich in dem
Bildschirmfenster 8' dargestellt
sind.
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Wenn
der Benutzer in dem Bildschirmfenster 1' mit dem Zeiger 6' eine der Analysegruppen
A, B oder C in den unteren drei Zeilen auswählt, so öffnet sich das in 2b dargestellte Bildschirmfenster 8', das zu den
drei Analysegruppen A, B und C die zugehörigen Gendaten anzeigt. Die
Analysegruppen A, B, und C bilden hierbei jeweils Datensätze, die
in dem Bildschirmfenster 8' spaltenförmig nebeneinander
angeordnet sind, während
die einzelnen Gendaten jeweils zeilenförmig untereinander angeordnet sind.
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Falls
der Benutzer in dem Bildschirmfenster 8' mit dem Zeiger 6' bestimmte Gendaten
auswählt, öffnet sich
das in 1b dargestellte
Bildschirmfenster 8, in dem zu den Gendaten zugehörige Gendetaildaten
dargestellt werden, wie vorstehend bereits beschrieben wurde.
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Die 3a und 3b zeigen das erfindungsgemäße Darstellungsverfahren
in Form eines Flussdiagramms, das im folgenden beschrieben wird.
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In
einem ersten Schritt werden die Patientendatensätze aus einer oder mehreren
Patientendatenbanken oder Dateien (z.B, Excel®-Dateien)
ausgelesen.
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Anschließend werden
dann die in den Farbfeldern 3-5 dargestellten Statistikwerte
aus den Datensätzen
berechnet, In einem nächsten
Schritt werden dann zu den berechneten Statistikwerten zugehörige Farbwerte
berechnet, um die Farbfelder 3-5 mit einer aussagekräftigen Farbe
darstellen zu können.
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Anschließend werden
dann die Werte der aus der Datenbank ausgelesenen Datensätze normalisiert,
indem entsprechend einer vorgegeben Funktion aus den Werten der
einzelnen Datenfelder ein normalisierter Wert berechnet wird. Die
Normalisierung kann hierbei datensatzintern oder datensatzübergreifend
erfolgen und vom Benutzer durch Vorgabe einer entsprechenden Funktion
frei konfiguriert werden.
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Anschließend erfolgt
dann eine matrixförmige
Darstellung der Datensätze
und der Statistikwerte auf dem Bildschirm mit den zugehörigen Farbwerten, was
in den 1a, 1b, 2a und 2b dargestellt
ist.
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Nach
der Darstellung der Datensätze
auf dem Bildschirm wird dann laufend überprüft, ob der Benutzer mit dem
Zeiger 6 bzw. 6' ein
Farbfeld ausgewählt
hat.
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Gegebenenfalls
wird dann auf dem Bildschirm das Pop-Up-Fenster 7 bzw. 7' dargestellt,
das Detailinformationen zu dem ausgewählten Datensatz zeigt, wobei
die Zusammenstellung der in dem Pop-Up-Fenster 7 bzw. 7' dargestellten
Detailinformationen vom Benutzer frei konfiguriert werden kann.
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In
einem weiteren Schritt wird dann geprüft, ob der Benutzer mit dem
Zeiger 6 eines der Gendatenfelder in den unteren vier Zeilen
der Matrix ausgewählt
hat. Gegebenenfalls wird dann zu dem Verfahrensabschnitt in 3b übergegangen, wo die einzelnen
Gendatensätze
mit den Gendetaildaten aus der Datenbank ausgelesen werden.
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Die
ausgelesenen Gendetaildaten werden wiederum entsprechend einer vorgegebenen
frei konfigurierbaren Funktion datensatzintern und/oder datensatzübergreifend
normalisiert, woraufhin dann entsprechende Farbwerte dargestellt
werden.
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Anschließend erfolgt
dann wiederum eine matrixförmige
Darstellung der Gendatensätze
in dem Bildschirmfenster 8.
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Auch
hierbei wird dann laufend überprüft, ob der
Benutzer mit dem Zeiger 10 eines der Farbfelder 9 ausgewählt hat.
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Gegebenenfalls
werden dann mit dem Pop-Up-Fenster 11 wiederum Detailinformationen
zu den ausgewählten
Gendaten angezeigt.
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4 zeigt schließlich eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des
vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
besteht im Wesentlichen aus einer Recheneinheit 12, die
eingangsseitig mit einer Daten bank 13 verbunden ist und
aus der Datenbank 13 eine Vielzahl von Patientendatensätzen ausliest.
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Ausgangseitig
ist die Recheneinheit 12 mit einem Bildschirmtreiber 14 verbunden,
der einen Bildschirm 15 zur graphischen Darstellung der
in den 1a, 1b bzw. 2a, 2b dargestellten
Bildschirmfenster 1, 8 bzw. 1', 8' ansteuert.
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Die
Recheneinheit 12 weist intern zunächst einen Normalisierer 16 auf,
der aus den aus der Datenbank 13 ausgelesenen Datensätzen entsprechende
normalisierte Datensätze
berechnet, wobei die Normalisierung in dem Normalisierer 16 datensatzintern
und/oder datensatzübergreifend
erfolgen kann.
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Die
normalisierten Datensätze
werden dann von dem Normalisierer 16 an eine Recheneinheit 17 weitergegeben,
die aus den Werten der normalisierten Datensätze entsprechende Farbwerte
berechnet, die an den Bildschirmtreiber 14 weitergegeben
werden, so dass der Bildschirmtreiber 14 den Bildschirm 15 entsprechend
ansteuern kann.
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Weiterhin
weist die Recheneinheit 12 eine Recheneinheit 18 auf,
die aus den aus der Daeenbank 13 ausgelesenen Datensätze Statistikwerte
berechnet, die in 1a als
Farbfelder 3-5 dargestellt werden.
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Die
Recheneinheit 18 ist deshalb ausgangsseitig mit einer weiteren
Recheneinheit 19 verbunden, die aus den Statistikwerten
entsprechende Farbwerte berechnet und den Bildschirmtreiber 14 entsprechend
ansteuert.
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die
eben falls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in
den Schutzbereich fallen.