MongoDB junta dados dentro de uma matriz de objetos

Usando o MongoDB 3.4.4 e mais recente

Com a estrutura de agregação, o $lookup operadores suporta arrays

db.diagnoses.aggregate([
    { "$addFields": { 
        "prescription": { "$ifNull" : [ "$prescription", [ ] ] }    
    } },
    { "$lookup": {
        "from": "drugs",
        "localField": "prescription.drug",
        "foreignField": "_id",
        "as": "drugs"
    } },
    { "$addFields": {
        "prescription": {
            "$map": {
                "input": "$prescription",
                "in": {
                    "$mergeObjects": [
                        "$$this",
                        { "drug": {
                            "$arrayElemAt": [
                                "$drugs",
                                { 
                                    "$indexOfArray": [
                                        "$drugs._id",
                                        "$$this.drug"
                                    ] 
                                }
                            ]
                        } }
                    ]
                }
            }
        }
    } },
    { "$project": { "drugs": 0 } }
])

Para versões mais antigas do MongoDB:

Você pode criar um pipeline que primeiro nivela a prescription array usando o $unwind operador e um $lookup etapa de pipeline subsequente para fazer uma "junção externa esquerda" na coleção "drogas". Aplicar outro $unwind operação na matriz criada a partir do campo "unido". $group os documentos previamente nivelados do primeiro pipeline onde há $unwind O operador gera um documento para cada elemento na matriz de prescrição.

Montando o pipeline acima, execute a seguinte operação agregada:

db.diagnoses.aggregate([
    { 
        "$project": {               
            "patientid": 1,
            "doctorid": 1,
            "medicalcondition": 1,
            "diagnosis": 1,
            "addmissiondate": 1,
            "dischargedate": 1,
            "bhtno": 1,
            "prescription": { "$ifNull" : [ "$prescription", [ ] ] } 
        }
    },
    {
       "$unwind": {
           "path": "$prescription",
           "preserveNullAndEmptyArrays": true
        }
    },      
    {
        "$lookup": {
            "from": "drugs",
            "localField": "prescription.drug",
            "foreignField": "_id",
            "as": "prescription.drug"
        }
    },
    { "$unwind": "$prescription.drug" },
    { 
        "$group": {
            "_id": "$_id",
            "patientid" : { "$first": "$patientid" },
            "doctorid" : { "$first": "$doctorid" },
            "medicalcondition" : { "$first": "$medicalcondition" },
            "diagnosis" : { "$first": "$diagnosis" },
            "addmissiondate" : { "$first": "$addmissiondate" },
            "dischargedate" : { "$first": "$dischargedate" },
            "bhtno" : { "$first": "$bhtno" },
            "prescription" : { "$push": "$prescription" }
        }
    }
])

Saída de amostra

{
    "_id" : ObjectId("582d43d18ec3f432f3260682"),
    "patientid" : ObjectId("582aacff3894c3afd7ad4677"),
    "doctorid" : ObjectId("582a80c93894c3afd7ad4675"),
    "medicalcondition" : "high fever, cough, runny nose.",
    "diagnosis" : "Viral Flu",
    "addmissiondate" : "2016-01-12",
    "dischargedate" : "2016-01-16",
    "bhtno" : "125",
    "prescription" : [ 
        {
            "drug" : {
                "_id" : ObjectId("58345e0e996d340bd8126149"),
                "genericname" : "Paracetamol Tab 500mg",
                "type" : "X",
                "isbrand" : false
            },
            "instructions" : "Take 2 daily, after meals."
        }, 
        {
            "drug" : {
                "_id" : ObjectId("5836bc0b291918eb42966320"),
                "genericname" : "Paracetamol Tab 100mg",
                "type" : "Y",
                "isbrand" : false
            },
            "instructions" : "Take 1 daily, after meals."
        }
    ]
}