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MAL Dokumentation: Messdaten-Archiv




Inhalt:

1. ALLGEMEINES
1.1. Dateistruktur
2. ZUGANG ZUM MESSDATEN-ARCHIV
3. ADMINISTRATION
3.1. Einrichten eines neuen Messdaten-Archivs
3.2. Teilen eines Messdaten-Archivs
3.3. Einrichten eines neuen Benutzers
3.4. Einrichten eines neuen Projekts
4. DATEN-STANDARD
4.1. Terminologie
4.2. Einheiten
4.3. Struktur der archivierten Daten
5. ARBEITEN ALS BENUTZER
6. ARCHIVIERUNG
7. ABLAUF DER MESSDATENERFASSUNG UND -ARCHIVIERUNG
8. DATENSELEKTION
9. MESSDATEN-ANALYSE


1. ALLGEMEINES

Das Messdaten-Archiv ist für die zentrale Archivierung der Messdaten von mehreren Benutzern ausgelegt. Die Messdaten können von verschiedenen, unterschiedlichen Messsystemen stammen.

Nachdem im wissenschaftlichen Bereich die verschiedenen Benutzer auch unterschiedliche Schwerpunkte bei der Datenarchivierung und Datenanalyse bearbeiten, ist jedem Benutzer ein eigener Datensatz zugeordnet, mit dem er seine Archivierungs- und Analyseroutinen konfigurieren kann.

Ein Demo-Messarchiv kann man hier
downloaden. Für den Test sollten die Datei auf 'C:\MessArchiv' expandiert werden, dann kann man von der MAL-Konsole aus mit Systembetreuer die bereits eingerichteten Analysen und Messroutinen testen (siehe auch Kapitel Klinische Befunde).

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1.1. Dateistruktur

Für die Messdaten (das Messdaten-Archiv) sowie für jeden Anwender (anwenderspezifische Archivierungs- und Analyse-Konfigurationsdaten) existieren jeweils zwei Dateien, eine Pooldatei (*.pl) und eine Indexdatei (*.ix).

Diese zwei Dateien enthalten einen
MAL-Pool mit einem MAL-Folder.

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2. ZUGANG ZUM MESSDATEN-ARCHIV

Im Vetmed-Folder befinden sich die Worte
systembetreuermenue und archiv_login für den Zugang zum Messdaten-Archiv.

Das Systembetreuermenue kann mit

public \ vetmed >voc
systembetreuermenue
gestartet werden. Das Standart-Login für normale Anwender kann mit
user_table archiv_login
aufgerufen werden.

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3. ADMINISTRATION

Nach dem Aufruf des Wortes
systembetreuermenue im Vetmed-Folder erscheint folgendes Menü:

Archiv
Mit dem Menüpunkt Archiv wird ein Fenster zum Blättern im Messdaten-Archiv geöffnet. Es ist dies die einzige Möglichkeit gespeicherte Messdaten zu ändern (mit Modify) oder zu Löschen (mit Delete). Normale Benutzer können zwar neue Messdaten archivieren und gespeicherte Daten lesen, jedoch nicht ändern oder löschen.

Zwei für den Systembetreuer wichtige Funktion sind im Submenu zu finden, nämlich Export und Import. Mit diesen Funktionen können Messdaten von einem Archiv in ein anderes kopiert werden.

Bei Export werden Datensätze, die zuvor selektiert wurden, im Metaformat auf eine Datei kopiert. Die Selektion der Datensätze geschieht, indem bei den gewünschten Datensätzen mit Modify das Zeichen '+' beim Attribut 'selected?' eingetragen wird. Um alle Datensätze zu selektieren oder zu deselektieren kann man im Submenu die Funktionen + select_all und unselect_all verwenden.

Bei Import werden die Datensätze von einer Datei im Metaformat eintransferiert. Dabei wird bei jedem Datensatz aufgrund der Logbookeinträge überprüft, ob der eintransferierte Datensatz neuer ist als ein eventuell schon existierender. Mit dem Menüpunkt Configure können die Parameter bereits archivierter Messdaten verändert werden. Dabei muss aber beachtet werden, dass die Veränderung mancher Parameter keine nachträgliche Veränderung der gespeicherten Daten bewirkt, weil die Parameter nur bei der Messung bzw. Archivierung der Daten ausgewertet werden. Bei welchen Parametern die nachträgliche Änderung zulässig ist, hängt von der Implementierung der jeweiligen Messklasse ab und muss von Fall zu Fall ausprobiert werden. Sicherer ist in jedem Fall, die Daten aus dem Archiv zu löschen und neu zu archivieren, soferne das noch möglich ist.

Users
Der Menüpunkt Users öffnet die Benutzer-Tabelle mit unter anderem folgenden Menüpunkten:

Login
Mit dem ersten Menüpunkt (Login) oder einem Doppelklick auf einen Benutzer kann man als dieser Benutzer einloggen (ohne Passwort). Die weitere Bedienoberfläche ist ident mit jener, die ein normaler Benutzer nach dem Einloggen über das MessArchiv-Icon erhält.

Browse
Mit dem Menüpunkt Browse wird ebenfalls der Benutzer-Datenbereich geöffnet, jedoch in Form eines MAL-Vokabular-Folders. Unter anderem besteht hier die Möglichkeit Datensätze mit Export und Import (unter Submenu) von einem Benutzer zu einem anderen zu kopieren.

Password
Mit Password kann das Passwort für einen Benutzer eingestellt werden. Die Benutzer habe keine Möglichkeit das Passwort selbständig zu ändern.

Wartung
Der Menüpunkt Wartung startet folgendes Menü:

Save-Archiv
Mit den Funktionen Save Archiv und Load Archiv kann auch das Dichtschieben der Datenbank (die sog. Garbadge-Collection) durchgeführt werden, indem man zuerst mit Save Archiv eine Sicherungsdatei erstellt und sie anschließend mit Load Archiv lädt. Achtung: Load Archiv überschreibt alle im Archiv befindlichen Daten (hängt also nicht an bestehende Einträge an).

Die Methode der Datensicherung mit Save-Archiv und Load-Archiv ist nicht unbedingt die sicherste, weil die Metakonvertierung fehlschlagen kann (zum Beispiel, wenn Datentypen archiviert wurden, für die keine Metakonvertierung existiert). Daher empfiehlt es sich, auch von Zeit zu Zeit Sicherungskopien anzulegen, indem die Pooldatein *.pl und *.ix vom Betriebsystem aus kopiert werden.

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3.1. Einrichten eines neuen Messdaten-Archivs

Unter Config / Files muss vor dem Einrichten eines neuen Archivs der Dateiname (vollständiger Pfad) der Archivdateien eingestellt werden.

Beispiel:

C:\MessArchiv\messdaten

Mit Wartung / New Archiv wird ein neues Messdaten-Archiv eingerichtet. Dabei werden zwei Dateien angelegt:

Achtung: bestehende gleichnamige Dateien werden dabei gelöscht!

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3.2. Teilen eines Messdaten-Archivs

Das Teilen eines Messdaten-Archivs (Auslagerung von alten Messdaten) kann erforderlich werden, wenn der Messdaten-Pool die Größe von etwa 2-GByte erreicht. Das ist bei 32-Bit Systemen die maximale Dateigröße, bei der mit der C-Funktion 'fseek()' der Schreib/Lesezeiger verstellt werden kann.

Zu diesem Zweck geht man folgendermaßen vor:

  1. Man öffnet vom systembetreuermenue aus mit dem Menüpunkt Archiv die Datenbank und löscht mit Submenu / - unselect all alle Selektionsmarken.
  2. Dann sucht man mit Find einen Teil der Messungen aus (z.B. nur jene vom aktuellen Jahr) und markiert diese mit Submenu / + select all. Das kann man wiederholt machen, muss aber jedesmal zuvor Find mit einer leeren Suchmaske aufrufen, damit nicht in der bereits selektierten Teilmenge gesucht wird.
  3. Mit Submenu / Teilen werden zwei neue Messarchive eingerichtet: eines mit den unselektierten und eines mit den selektierten Einträgen. Das original Messarchiv wird dabei nicht verändert.
  4. Der Rest wird mit Datei-Kopieren und -Umbenennen bewerkstelligt. Man beachte, dass jedes Archiv aus zwei Dateien (einer *.pl und einer *.ix-Datei) besteht und immer beide Dateien entsprechend kopiert oder umbenannt werden müssen. Zunächst sollte man den MAL-Interpreter verlassen und dann das original Messarchiv und das Teilarchiv mit den alten Messungen sichern. Dann kann das Teilarchiv mit den neueren Messungen den Namen des original Messarchivs erhalten. Damit ist der Vorgang abgeschlossen und beim nächsten Öffnen des Archivs sollten nurmehr die neueren Messungen vorhanden sein.
Die umgekehrte Funktion, das Zusammenführen von Archiven, kann mit den Funktionen Export und Import vom Submenu durchgeführt werden (siehe auch Kapitel Folder).

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3.3. Einrichten eines neuen Benutzers

Nach Aufruf des Menüpunktes Users erscheint die Benutzer-Tabelle. Dort kann mit dem Menüpunkt Insert ein neuer Benutzer angelegt werden. In die daraufhin erscheinende Maske muss der Benutzername und der Dateiname (vollständiger Pfad) der Dateien für die Benutzerdaten angegeben werden.



Nach dem Ausfüllen der Maske werden die zwei Dateien eingerichtet.

Hinweis: beim Löschen des Benutzers mit dem Menüpunkt Delete werden diese Dateien nicht gelöscht. Sie müssen explizit gelöscht werden. Ähnliches gilt beim Verändern des Dateinamens mit dem Menüpunkt Modify: die Dateien werden nicht verschoben oder kopiert. Das muss vom Betriebsystem aus vorgenommen werden.

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3.4. Einrichten eines neuen Projekts

Mit dem Menüpunkt Config / Projects erreicht man die Tabelle der möglichen Projekte. Hier kann mit Insert ein neues Projekt eingetragen werden. Die Eintragung wirkt sich ausschließlich auf die möglichen Bezeichnungen für das Attribut 'Project' beim Archivieren von Messdaten aus.

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4. DATEN-STANDARD

Generell erleichtert es die Entwicklung von Analyseprogrammen, wenn die gemessenen Daten in einem standardisierten Format vorliegen. Das gilt insbesondere, wenn Daten von verschiedenen Messgeräten kombiniert werden sollen. Die Standardisierung betrifft die Wahl der Einheiten, bei Zeitreihen die Wahl der Sampling-Frequenz und den Start-Zeitpunkt sowie bei räumlich orientierten Messgrößen die Wahl des Bezugs-Koordinatensystems.

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4.1. Terminologie

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4.2. Einheiten

Es werden generell nur Grundeinheiten des MKSA-Systems (Meter, Kilogramm, Sekunden, Ampere) verwendet.
Für die Angabe von Winkel wird die Einheit 'rad' verwendet.
Multiplikatoren wie 'Kilo-', 'Milli-' usw. werden generell vermieden.



Diese Regel wird im gesamten MAL-System eingehalten. Einzige Ausnahme sind Schnittstellen zu Benutzern, denen man die intern verwendeten Einheiten nicht zumuten kann.

Daraus ergeben sich zum Beispiel folgende Einheiten:
WegeMeter
KraftNewton
SpannungVolt
StromstärkeAmpere
LeistungWatt
MasseKilogramm
GeschwindigkeitMeter pro Sekunde
Winkelrad
Winkelgeschwindigkeitrad pro Sekunde
FrequenzHertz


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4.3. Struktur der archivierten Daten

Jeder Eintrag im Messdaten-Archiv enthält Personendaten bzw. Zusatzdaten und einen Verbund mit dem Namen "messinstanzen" in dem die Messdaten einer Messserie gespeichert sind. Das folgende Bild zeigt den Inhalt der Variablen 'selection' dargestellt mit dem Wort
d?, wenn eine Einfachauswertung aufgerufen wird:



Im Verbund "messinstanzen" ist für jede Messung einer Messserie eine Instanz von einer Messklasse gespeichert. Das folgende Beispiel zeigt die Messinstanzen einer Videometrie-Messung. Jede Instanz der der Klasse vicon_measurement_class enthält die Daten, die erfasst wurden, wenn der Proband einmal die Gehstrecke passiert hat.



Die Messdaten jedes Durchgangs können ihrerseits wieder von ein oder mehreren verschiedenen Messsystemen (z.B.: Kraftmessplatte, Video, EMG) stammen. Damit diese Daten bei der Analyse verglichen werden können, müssen sie auf ein gemeinsames Koordinatensystem, nämlich das Personenkoordinatensystem, ausgerichtet sein und gleiche Abtastrate haben. Zu diesem Zweck ist bei räumlich orientierten Messsystemen ein Orientierungsdatensatz zu konfigurieren (bestehend aus Drehmatrix und Verschiebungsvektor) und bei allen Messsystemen die Zeitreihen liefern die Messfrequenz einzustellen

Normalerweise erfolgt die räumliche und zeitliche Normalisierung der Daten erst beim Lesen aus dem Archiv. Im Archiv sind also die Rohdaten mit den jeweils dazugehörigen Konfigurationsdaten gespeichert.

Um die verschiedenen Messsysteme und die damit verbundenen verschiedenen Datenstrukturen programmtechnisch möglichst einheitlich bearbeiten zu können, ist für jedes Messsystem eine eigene MAL-Klasse implementiert.

Einige Funktionen dieser Klassen (den Messklassen) sind insoferne standardisiert, dass sie sinngemäß bei allen Messsystemen gleich funktionieren: Bei Missing Values, also nicht bestimmbaren Werte (z.B. wenn eine Marke bei der Kinematographie zeitweise verdeckt ist), wird der Wert 99999 übergeben.

Pro Durchgang wird eine Instanz einer Messklasse (die Messinstanz) archiviert. Wenn meherere Messsysteme gleichzeitig verwendet werden, so wird dies durch Verwendung der Klasse combi_measurement_class realisiert, die zwar mehrere Instanzen von verschiedenen Messklassen beinhalten kann, aber nach außen wie die Instanz eines einzigen Messsystems erschient.

Für den Benutzer des Messdaten-Archivs ist in diesem Zusammenhang wichtig zu wissen, dass die Codes der Messklassen nicht im Messdaten-Archiv, sondern im MAL-System gespeichert sind. Das ist bei Updates des MAL-Systems (speziell beim Vetmed-Folder) zu beachten:

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5. ARBEITEN ALS BENUTZER

Durch Aufruf von

public \ vetmed >voc
user_table archiv_login


wird eine Login-Maske geöffnet. Nach erfolgreichem Login wird eine Tabelle mit den Archivierungs- und Analyseroutinen des entsprechenden Benutzers geöffnet. Sie hat etwa folgendes Aussehen:



In dieser Tabelle befinden sich Konfigurationsdaten für Archivierungs- und Analyseroutinen. Meist wird kurz die Bezeichnung "Archivierungö und "Analyseö verwendet, obwohl die eigentlichen Codes der Routinen nicht hier gespeichert sind.



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6. ARCHIVIERUNG

Vor dem Messen oder Archivieren von Messdaten ist das Einrichten und Konfigurieren der Entsprechenden Messung/Archivierung Voraussetzung. Nach Aufruf des Menüpunktes Insert und der Auswahl von Messung/Archivierung erscheint ein Menü zur Auswahl der Mess-Systeme:

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7. ABLAUF DER MESSDATENERFASSUNG UND -ARCHIVIERUNG

Abhängig von der Art des Messsystems kann die Messdatenerfassung und –archivierung in einem Arbeitsgang oder getrennt durchgeführt werden.

Beispiele:

Trotzdem wird für beide Varianten der gleiche Programmablauf verwendet:
  1. Pro Durchgang werden die Messdaten erfasst oder von einer Datei eingelesen und im Memory zwischengepuffert.
  2. Dann erscheint ein Menü mit der Möglichkeit die Messdaten zu speichern (Yes) oder zu verwerfen (No) sowie der Möglichkeit einer Kontrollanzeige der Messdaten (Menüpunkt Draw).
Im Anschluß kann mit Start die Messung/Archivierung des nächsten Durchgangs gestartet werden (weiter bei Punkt 1) oder mit Ende weiter zur Erfassung der allgemeinen Textdaten gegangen werden.

Das Eintragen der Messdaten ins Archiv erfolgt erst nach dem Ausfüllen der Maske mit den Textdaten.

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8. DATENSELEKTION

Jeder Analyse ist eine Routine zugeordnet, mit der die gewünschten Messdaten aus dem Archiv selektiert werden. Dabei muss zwischen zwei Arten der Messdatenselektion unterschieden werden:

Unabhängig davon kann durch Aufruf von Konfiguration / Selektion noch eingestellt werden, ob die Selektion interaktiv oder statisch und ob die Analyse wiederholt oder einmalig durchgeführt werden soll.



Interaktiv selektieren bedeutet, dass jeweils vor dem Ausführen einer Analyse in die Tabelle der Messdaten gewechselt wird und der Benutzer mit Select bzw. Start die gewünschten Messdaten auswählen kann. Wird hier Null angegeben, so wird die interaktive Selektion sofort nach Ausfüllen dieser Maske durchgeführt. Bei einem Start der Analyse werden dann immer die selben Messdaten ausgewertet.

Wiederholt_analysieren (kann mit 1 eingeschaltet werden) ist nur möglich, wenn auch interaktiv ausgewählt ist. Es bewirkt, dass die Tabelle zur Auswahl der Messdaten nach Ende der Analyse nicht verlassen wird sondern sofort für den Aufruf der gleichen Analyse mit anderen Messdaten bereit steht, so lange, bis die Messdaten-Tabelle mit Escape oder durch Schließen des Fensters verlassen wird.

Mit dem Parameter letzter_Eintrag kann das Selektieren des letzten Eintrags bei der Messdatenanalyse vereinfacht werden. Abhängig davon, ob der Parameter mit_Abfrage 0 oder 1 ist, wird entweder immer der letzte Eintrag aus dem Messdaten-Archiv ausgewertet oder es erscheint vor der Datenanalyse ein Menü zur Auswahl von Auswahl aus Datenbank und Letzter Eintrag.

Die letzten drei Parameter dienen zur genaueren Beschreibung, wie eine Mehrfachselektion bei der Auswahl von letzter_Eintrag durchgeführt werden soll. Dass der letzte Eintrag in der Selektion enthalten sein muss, versteht sich von selbst. Danach wird das Messdaten-Archiv von hinten nach vorne weiter nach äquivalenten Messungen durchsucht. Eine Messung gilt dann als äquivalent, wenn alle im Feld Identitätskriterien angegebenen Attribute gleich wie bei der letzten Messung sind. Mit dem Parameter Maximalanzahl_bei_Multiselektion kann angegeben werden, wie viele Messungen insgesamt gesucht werden sollen (es können natürlich auch wenigere gefunden werden) und mit dem Parameter Mindestabstand_in_Tagen kann verhindert werden, dass Messungen, die unmittelbar vor der letzten Messung durchgeführt wurden, selektiert werden.

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9. MESSDATEN-ANALYSE

Mit dem Menüpunkt Insert kann jeder Anwender verschiedene Messdaten-Analysen in seinen Arbeitbereich laden. Die Konfigurationsmöglichkeiten der verschiedenen Analyse-Routinen sind in
Analysen beschrieben.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit eigene Messdaten-Analysen zu implementieren.

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