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SSA智能统计分析模块 - 当前状态与开发指南

文档版本： v3.5
创建日期： 2026-02-18
最后更新： 2026-02-23
维护者： 开发团队
当前状态： 🎉 QPER 主线闭环 + Phase I-IV + Phase V-A（分析方案变量可编辑化）开发完成
文档目的： 快速了解SSA模块状态，为新AI助手提供上下文

最新进展（2026-02-23 Phase V-A 变量可编辑化完成）：

• ✅ 分析方案变量可编辑化 — 系统默认帮选变量，医生可在方案审查阶段修改/调整变量选择
• ✅ 三层柔性拦截 — Layer 1 即时黄条警告 + Layer 2 步骤警告图标 + Layer 3 执行前阻断确认弹窗（Informed Consent）
• ✅ 变量选择器 UI — 单选下拉（按类型分组）+ 多选标签（分类=紫色 / 连续=蓝色）+ 全选分类/连续快捷按钮 + 不适配变量 ⚠️ 标记
• ✅ tool_param_constraints 配置 — 12 个统计工具参数约束表，前后端共用单一事实来源
• ✅ 后端 PATCH API + Zod 防火墙 — PATCH /workflow/:id/params + 结构校验（400 Bad Request）/ 统计学校验交给 R 引擎
• ✅ 同步阻塞执行 — 执行按钮 Promise Chaining：await PATCH -> 再触发执行 + loading 防连点
• ✅ inferGroupingVar 恢复 — LLM 未识别分组变量时，自动推断二分类变量填入默认值
• ✅ DynamicReport 增强 — 兼容 R 基线表对象格式 rows，Word 导出同步修复
• ✅ 前后端集成测试通过 — 队列研究完整执行 + 报告导出验证

此前进展（2026-02-22 Phase IV 完成）：

• ✅ Phase IV 全 5 批次完成 — ToolOrchestratorService（PICO hint 三层降级）+ handleAnalyze 重写（plan→analysis_plan SSE→LLM 方案说明→ask_user 确认）+ AVAILABLE_TOOLS 配置化（11 处改 toolRegistryService）+ 前端 SSE 对接（analysis_plan + plan_confirmed）
• ✅ 团队审查 H1-H3+B1-B2 全部落地 — H1 PICO hint 注入 / H2 幽灵卡片清除 / H3 SSE 严格串行 / B1 修改建议循环 / B2 旧 API 兼容
• ✅ SSA_ANALYZE_PLAN Prompt 入库 — 指导 LLM 用自然语言解释分析方案（步骤/理由/注意事项）
• ✅ E2E 测试 25/25 通过 — analyze 意图→analysis_plan 3 步骤→ask_user 确认卡片→旧 /workflow/plan 兼容→AVAILABLE_TOOLS 配置化→对话历史

此前进展（2026-02-22 Phase III 完成）：

• ✅ Phase III 全 5 批次完成 — ToolRegistryService（H2 仓储模式）+ MethodConsultService（PICO→DecisionTable→推荐）+ AskUserService（H3 概念统一 + H1 状态死锁防护）+ ChatHandlerService（handleConsult + handleAskUserResponse）
• ✅ H1 全局打断 — chat.routes 入口增加 pendingAskUser 检测，用户无视卡片直接打字时自动解除死锁
• ✅ AskUserCard 前端组件 — 4 种 inputType（single_select/multi_select/free_text/confirm）+ 跳过按钮
• ✅ SSA_METHOD_CONSULT Prompt 入库 — P1 格式约束（结论先行 + 结构化列表）
• ✅ E2E 测试 13/13 通过 + 4 跳过 — consult 意图 + 方法推荐 + 对话历史验证（4 跳过: PICO 未完整触发 ask_user 卡片，预期行为）

此前进展（2026-02-22 Phase II 完成）：

• ✅ Phase II 全 4 批次完成 — SystemPromptService（六段式 + H2 修正）+ ConversationService（持久化 + SSE 心跳 H1 + Placeholder H3）+ IntentRouterService（规则+LLM 混合+守卫 C5）+ ChatHandlerService（chat/explore/analyze/discuss 分发）
• ✅ 统一 /chat API — POST /sessions/:id/chat（SSE 流式）+ GET history + GET conversation
• ✅ 8 个 Prompt 种子入库 — SSA_BASE_SYSTEM + 6 意图指令 + SSA_INTENT_ROUTER
• ✅ 前端改造 — useSSAChat hook + SSAChatPane（SSE 流式 + ThinkingBlock + 意图标签 + H3 输入锁）
• ✅ E2E 测试 38/38 通过 — 6 意图分类 + SSE 流式 + 对话历史 + 上下文守卫

此前进展（2026-02-22 Phase I 完成）：

• ✅ Phase I 全 5 批次完成 — SessionBlackboard + GetDataOverview + GetVariableDetail + PICO 推断 + 前端三组件 + SSE 自动触发
• ✅ Python 扩展 — 正态性检验（Shapiro-Wilk/K-S）+ 完整病例数 + variable-detail 端点（H2: bins<=30）
• ✅ PICO Prompt 种子 — SSA_PICO_INFERENCE 已入库（含 H3 观察性研究 null 处理）
• ✅ E2E 测试 31/31 通过 — Python 端点 + 数据结构 + H2/H3 防护验证

此前进展（2026-02-22 Phase Deploy）：

• ✅ Phase Deploy R 工具层完成 — R 工具 7→12（+Fisher/ANOVA/Wilcoxon/线性回归/基线表），全部 Block-based 标准化，16/16 测试通过
• ⏳ Phase Deploy 剩余 — 前端三线表增强(#7)、决策表/流程模板补齐(#8-9)、ACR/SAE 部署(#10-11) 暂缓，不阻塞 Phase II

此前进展（2026-02-21）：

• ✅ 前后端集成测试 — 7 个 Bug 全部修复（R 引擎防御、意图识别、前端状态）
• ✅ 统一状态管理重构 — 消除 isWorkflowMode 双轨逻辑，AnalysisRecord 成为唯一数据源
• ✅ 多任务切换 — 点击不同卡片正确显示各自的分析计划和结果
• ✅ R 代码完整性 — 多步骤分析的所有步骤代码均可下载/复制

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📊 模块概览

基本信息

项目	信息
模块名称	SSA - 智能统计分析 (Smart Statistical Analysis)
模块定位	AI驱动的"白盒"统计分析系统 → 升级为"数据感知的统计顾问"
架构模式	QPER（执行层） + 四层七工具 + 对话层 LLM（智能对话层）
前端状态模型	Unified Record Architecture — 一次分析 = 一个 Record = N 个 Steps
商业价值	⭐⭐⭐⭐⭐ 极高
目标用户	临床研究人员、生物统计师
开发状态	🎉 QPER 主线闭环 + Phase I-IV + Phase V-A（变量可编辑化）完成

核心目标

让不懂统计的医生完成专业级的统计分析。

三大特征：

1. 白盒：用户完全理解 AI 做了什么，为什么这样做
2. 严谨：统计护栏自动检测前提条件，违规时自动降级
3. 可交付：生成论文级结论 + 可在本地运行的 R 代码，支持审计复现

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🏗️ QPER 四层架构

用户："比较两组血压有没有差别"
    │
    ▼
┌─ Q · Query ─────────────────────────────────────┐
│  LLM 意图解析 + Zod 动态防幻觉 + 追问卡片       │
│  输出：ParsedQuery { goal, y, x, design }        │
└──────────────────────┬──────────────────────────┘
                       ▼
┌─ P · Planner ────────────────────────────────────┐
│  决策表四维匹配 + 流程模板填充 + EPV 防护         │
│  输出：WorkflowPlan + PlannedTrace               │
└──────────────────────┬──────────────────────────┘
                       ▼
┌─ E · Execute ────────────────────────────────────┐
│  R 引擎执行 + SSE 实时进度 + Block-based 输出     │
│  输出：StepResult[] + ReportBlock[]               │
└──────────────────────┬──────────────────────────┘
                       ▼
┌─ R · Reflection ─────────────────────────────────┐
│  LLM 论文级结论 + 槽位注入 + Zod 校验            │
│  输出：ConclusionReport（6 要素）                 │
└──────────────────────────────────────────────────┘

降级体系

层	正常路径	降级路径	触发条件
Q	QueryService（LLM）	正则匹配 fallback	LLM 超时/不可用
P	DecisionTable + FlowTemplate	硬编码 if/else	决策表无匹配
E	R 引擎	错误分类→友好提示	R 运行时崩溃
R	ReflectionService（LLM）	ConclusionGeneratorService（规则拼接）	LLM 失败/Zod 校验失败

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🎨 前端架构：统一状态管理

2026-02-21 重构完成 — 消除 isWorkflowMode 双轨逻辑

数据模型

AnalysisRecord {
  id: string;                    // = workflowId or generated
  query: string;                 // 用户原始问题
  createdAt: string;
  status: 'planning' | 'executing' | 'completed' | 'error';
  plan: WorkflowPlan | null;     // 统一用 WorkflowPlan（单步也是 1 步的 Plan）
  steps: WorkflowStepResult[];   // 统一用步骤数组
  progress: number;              // 0-100
  conclusionReport: ConclusionReport | null;
}

Store 结构

• analysisHistory: AnalysisRecord[] — 所有分析记录
• currentRecordId: string | null — 当前激活的记录
• 派生：currentRecord = analysisHistory.find(r => r.id === currentRecordId)
• 操作：addRecord(query, plan) / updateRecord(id, patch) / selectRecord(id)

已删除的全局字段

currentPlan、executionResult、traceSteps、workflowPlan、workflowSteps、workflowProgress、conclusionReport、isWorkflowMode 及所有对应 setter。

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📋 开发进度

Phase	任务	工时	状态	完成日期
Phase 0	需求分析与架构设计	-	✅ 已完成	2026-02-18
Phase 1	骨架搭建（T 检验端到端）	-	✅ 已完成	2026-02-19
Phase 1.5	V11 UI 前后端联调	-	✅ 已完成	2026-02-20
Phase 2A	多步骤工作流 + 前端集成	-	✅ 已完成	2026-02-20
Phase E+	Block-based 标准化	15.5h	✅ 已完成	2026-02-20
Phase Q	LLM 意图理解	33h	✅ 已完成	2026-02-21
Phase P	决策表 + 流程模板	23h	✅ 已完成	2026-02-21
Phase R	LLM 论文级结论	22h	✅ 已完成	2026-02-21
集成测试	Bug 修复 + 统一状态管理重构	~4h	✅ 已完成	2026-02-21
架构设计	智能对话与工具体系架构设计	~8h	✅ 已完成	2026-02-22
Phase Deploy	工具补齐 + 部署上线	37h	🔶 R 层完成（12 工具），前端/部署待收尾	2026-02-22
Phase I	Session 黑板 + READ 层	30h	✅ 已完成（5 批次, 18 文件, E2E 31/31）	2026-02-22
Phase II	对话层 LLM + 意图路由器 + 统一对话入口	35h	✅ 已完成（4 批次, 12 文件, E2E 38/38, H1-H4 落地）	2026-02-22
Phase III	method_consult + ask_user 标准化	20h	✅ 已完成（5 批次, 12 文件, E2E 13/13+4skip, H1-H3+P1 落地）	2026-02-22
Phase IV	对话驱动分析 + QPER 集成	14h	✅ 已完成（5 批次, 11 文件, E2E 25/25, H1-H3+B1-B2 落地）	2026-02-22
Phase V-A	分析方案变量可编辑化	~6h	✅ 已完成（9 文件, 团队双视角审查 V2, 三层柔性拦截）	2026-02-23
Phase V-B	反思编排 + 高级特性	18h	📋 待开始	-
Phase VI	集成测试 + 可观测性	10h	📋 待开始	-

已完成核心功能

组件	完成项	状态
R 服务	12 个 R 工具 + Block-based 输出 + JIT 护栏 + 防御性编程（NA 安全）	✅
Q 层	QueryService + LLM Intent + Zod 防幻觉 + 追问卡片 + 统计学意义关键词增强	✅
P 层	ConfigLoader + DecisionTable + FlowTemplate + PlannedTrace + 热更新 API	✅
E 层	WorkflowExecutor + RClient + SSE 实时进度 + 错误分类映射 + 参数日志	✅
R 层	ReflectionService + 槽位注入 + Zod 校验 + 敏感性冲突准则 + 结论缓存 + Word 增强	✅
前端	统一 Record 架构 + 多任务切换 + 已完成标记 + DynamicReport + Word/R 导出	✅
Python	DataProfileService（is_id_like 标记）+ CSV 解析 + 正态性检验 + 单变量详情	✅
Phase I 黑板	SessionBlackboardService（互斥锁 patch）+ GetDataOverview + GetVariableDetail + PICO 推断 + TokenTruncation	✅
Phase I 前端	DataContextCard + VariableDictionaryPanel + VariableDetailPanel + ssaStore dataContext 扩展	✅
Phase II 后端	SystemPromptService（六段式+H2）+ ConversationService（持久化+SSE H1+Placeholder H3）+ IntentRouterService（规则+LLM+守卫 C5）+ ChatHandlerService + chat.routes + intent_rules.json + 8 Prompt 种子	✅
Phase II 前端	useSSAChat hook（SSE 流式）+ SSAChatPane 改造（ThinkingBlock + 意图标签 + H3 输入锁 + 中断按钮）	✅
Phase III 后端	ToolRegistryService（H2 仓储模式 IToolRepository）+ MethodConsultService（PICO→DecisionTable→推荐）+ AskUserService（H3 概念统一 + H1 clearPending）+ ChatHandlerService 扩展（handleConsult + handleAskUserResponse）+ chat.routes H1 全局打断 + SSA_METHOD_CONSULT Prompt P1	✅
Phase III 前端	AskUserCard（4 inputType + H1 跳过按钮）+ useSSAChat 扩展（pendingQuestion + respondToQuestion + skipQuestion）	✅
Phase IV 后端	ToolOrchestratorService（plan+PICO hint 三层降级+formatPlanForLLM）+ ChatHandlerService 重写（handleAnalyze: plan→analysis_plan SSE→LLM 说明→ask_user 确认; handleAskUserResponse: confirm_plan/change_method）+ AVAILABLE_TOOLS 配置化（11 处→toolRegistryService）+ ToolRegistryService（+getVisibleTools）+ AskUserService（+metadata）+ SSA_ANALYZE_PLAN Prompt 入库	✅
Phase IV 前端	useSSAChat（analysis_plan+plan_confirmed SSE 处理+pendingPlanConfirm→executeWorkflow）+ SSAChatPane（AskUserCard 渲染+幽灵卡片清除 H2）	✅
Phase V-A 后端	PATCH /workflow/:id/params（Zod 结构校验防火墙）+ tool_param_constraints.json（12 工具参数约束）+ inferGroupingVar 恢复（默认填充分组变量）	✅
Phase V-A 前端	WorkflowTimeline 可编辑化（SingleVarSelect + MultiVarTags + 三层柔性拦截）+ ssaStore updateStepParams + SSAWorkspacePane 同步阻塞执行 + DynamicReport 对象 rows 兼容 + Word 导出修复	✅
测试	QPER 端到端 40/40 + 集成测试 7 Bug 修复 + Phase I E2E 31/31 + Phase II E2E 38/38 + Phase III E2E 13/13+4skip + Phase IV E2E 25/25 + Phase V-A 前后端集成测试通过	✅

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📂 代码目录结构

backend/src/modules/ssa/
├── services/
│   ├── QueryService.ts             # Q 层：LLM 意图解析
│   ├── DecisionTableService.ts     # P 层：四维匹配
│   ├── FlowTemplateService.ts      # P 层：流程模板
│   ├── WorkflowPlannerService.ts   # P 层：核心规划入口
│   ├── WorkflowExecutorService.ts  # E 层：步骤编排 + SSE
│   ├── RClientService.ts           # E 层：R 引擎调用
│   ├── ReflectionService.ts        # R 层：LLM 结论生成
│   ├── ConclusionGeneratorService.ts # R 层 fallback
│   ├── DataProfileService.ts       # 共享：Python 数据质量 + variable-detail
│   ├── DataParserService.ts        # 共享：文件解析
│   ├── SessionBlackboardService.ts # Phase I：Session 黑板（互斥锁 patch）
│   ├── PicoInferenceService.ts     # Phase I：LLM PICO 推断
│   ├── TokenTruncationService.ts   # Phase I：Token 截断框架
│   └── tools/
│       ├── GetDataOverviewTool.ts  # Phase I：数据概览 + 五段式报告
│       └── GetVariableDetailTool.ts # Phase I：单变量详情
├── config/
│   ├── ConfigLoader.ts             # 通用 JSON 加载 + Zod 校验
│   ├── tools_registry.json         # R 工具注册表
│   ├── decision_tables.json        # 四维匹配规则
│   ├── flow_templates.json         # 流程模板
│   └── tool_param_constraints.json # Phase V-A：12 工具参数类型约束
├── types/
│   ├── query.types.ts              # Q 层接口
│   ├── reflection.types.ts         # R 层接口
│   └── session-blackboard.types.ts # Phase I：黑板类型 + Zod Schema
├── routes/
│   ├── workflow.routes.ts          # 工作流 API（含结论缓存）
│   ├── blackboard.routes.ts        # Phase I：黑板 CRUD + 变量 PATCH
│   └── config.routes.ts            # 热更新 API
└── ...

frontend-v2/src/modules/ssa/
├── stores/
│   └── ssaStore.ts                 # Zustand — Unified Record Architecture
├── hooks/
│   ├── useWorkflow.ts              # 工作流 Hook（addRecord/updateRecord）
│   └── useAnalysis.ts              # 上传/Legacy 兼容
├── components/
│   ├── SSAChatPane.tsx             # 对话区（卡片 → selectRecord）
│   ├── SSAWorkspacePane.tsx        # 工作区（基于 currentRecord 渲染）
│   ├── SSACodeModal.tsx            # R 代码模态框（从 record.steps 聚合）
│   ├── WorkflowTimeline.tsx        # 执行计划时间线
│   ├── DynamicReport.tsx           # Block-based 结果渲染
│   ├── DataContextCard.tsx         # Phase I：五段式数据概览卡片
│   ├── VariableDictionaryPanel.tsx # Phase I：变量字典表格（可编辑）
│   └── VariableDetailPanel.tsx     # Phase I：单变量详情面板
└── types/
    └── index.ts                    # 前端类型定义

r-statistics-service/
├── plumber.R                       # API 入口（含参数日志）
└── tools/
    └── descriptive.R               # 描述性统计（NA 安全防御）

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🔧 开发环境

启动服务

# 1. 数据库（Docker）
docker start ai-clinical-postgres

# 2. Python 服务
cd extraction_service && python main.py

# 3. R 服务
cd r-statistics-service && Rscript plumber_api.R

# 4. Node.js 后端
cd backend && npm run dev

# 5. 前端
cd frontend-v2 && npm run dev

运行测试

cd backend

# QPER 端到端测试
npx tsx scripts/test-ssa-qper-e2e.ts

# Phase I 端到端测试（需 Python + Node.js 在线）
node scripts/test-phase-i-e2e.cjs

# Phase II 端到端测试（需后端在线）
npx tsx scripts/test-ssa-phase2-e2e.ts

# Phase III 端到端测试（需后端在线）
npx tsx scripts/test-ssa-phase3-e2e.ts

# Phase IV 端到端测试（需后端 + 数据库在线）
npx tsx scripts/test-ssa-phase4-e2e.ts

Prompt 种子（需数据库运行）

cd backend
npx tsx scripts/seed-ssa-intent-prompt.ts
npx tsx scripts/seed-ssa-reflection-prompt.ts
npx tsx scripts/seed-ssa-pico-prompt.ts         # Phase I: PICO 推断
npx tsx scripts/seed-ssa-phase2-prompts.ts      # Phase II: 8 Prompt
npx tsx scripts/seed-ssa-phase3-prompts.ts      # Phase III: SSA_METHOD_CONSULT
npx tsx scripts/seed-ssa-phase4-prompts.ts      # Phase IV: SSA_ANALYZE_PLAN

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📚 相关文档

文档	路径
QPER 开发计划（主线）	04-开发计划/10-QPER架构开发计划-智能化主线.md
🆕 智能对话与工具体系开发计划	04-开发计划/11-智能对话与工具体系开发计划.md
🆕 意图识别与对话架构设计	00-系统设计/SSA-Pro 意图识别与对话架构设计.md
🆕 工具体系规划方案（融合方案）	00-系统设计/SSA-Pro 工具体系规划方案（团队讨论稿）.md
🆕 四层七工具实现机制详解	00-系统设计/SSA-Pro 四层七工具实现机制详解.md
QPER 开发总结	06-开发记录/SSA-QPER架构开发总结-2026-02-21.md
集成测试 Bug 修复	06-开发记录/2026-02-21-集成测试Bug修复与统一状态管理重构.md
智能化愿景设计	00-系统设计/SSA-Pro 理想状态与智能化愿景设计.md
PRD	00-系统设计/PRA SSA-Pro 严谨型智能统计分析模块.md
架构设计 V4	00-系统设计/SSA-Pro 严谨型智能统计分析架构设计方案V4.md

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🎯 下一步

近期（优先级高）

1. Phase V-B — 反思编排 + 高级特性（18h / 3 天）

   • 错误分类器实现（可自愈 vs 不可自愈）
   • 自动反思（静默重试，MAX 2 次）+ 手动反思（用户驱动，feedback 意图）
   • write_report interpret 模式 + discuss 意图处理（深度解读已有结果）

2. Phase Deploy 收尾 — 前端三线表增强、决策表/流程模板补齐、ACR/SAE 部署

中期

3. Phase VI（10h） — 集成测试 + 可观测性（含 QPER 透明化）

详细计划： 04-开发计划/11-智能对话与工具体系开发计划.md（v1.8，Phase I-IV + Phase V-A 完成，含架构约束 C1-C8 + 全部团队审查落地记录）

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🏗️ 智能对话架构概览（四层七工具 + 对话层 LLM）

设计目标： 从"统计分析执行器"升级为"数据感知的统计顾问"

用户消息
  │
  ▼
┌─ Intent Router ──────────────────────────────────────┐
│ 规则引擎优先 + LLM 兜底 + 上下文守卫（§16.5）       │
│ → chat / explore / consult / analyze / discuss / feedback │
└─────────────────────┬────────────────────────────────┘
                      ▼
┌─ Conversation Layer LLM ─────────────────────────────┐
│ 六段式 System Prompt + DataContext 注入 + 流式输出    │
│ Token 预算 ≤4000（§16.2）+ 禁止 Function Calling（§16.1）│
└─────────────────────┬────────────────────────────────┘
                      ▼
┌─ 四层七工具 ─────────────────────────────────────────┐
│ READ:  get_data_overview | get_variable_detail | method_consult │
│ INTERACT: ask_user                                    │
│ THINK: analysis_plan                                  │
│ ACT:   run_step | write_report                        │
└─────────────────────┬────────────────────────────────┘
                      ▼
┌─ QPER 执行层（已有） ────────────────────────────────┐
│ Q → P → E → R（四层降级体系，不动）                    │
└──────────────────────────────────────────────────────┘

关键架构约束（详见开发计划 §16-§17）：

#	约束
C1	对话层 LLM 禁止 Function Calling tools 参数
C4	Session 黑板使用 CacheFactory（Postgres-Only，无 Redis）
C5	数据依赖意图必须有上下文守卫
C6	LLM 枚举输出必须 Zod 动态校验

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文档版本： v3.5
最后更新： 2026-02-23
当前状态： 🎉 QPER 主线闭环 + Phase I-IV + Phase V-A（变量可编辑化）已完成
下一步： Phase V-B（反思编排 + 高级特性，18h/3 天）