基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的醫(yī)院檢驗實驗室信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享開發(fā)策略研究

修云霞，樊金宇，章魯瑤，任春娜，楊洪亮，張洋，＊

（1.牡丹江醫(yī)學(xué)院 附屬第二醫(yī)院檢驗科，黑龍江 牡丹江 157011；2.牡丹江醫(yī)學(xué)院，黑龍江 牡丹江 157011）

0 引言

21世紀(jì)大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)快速發(fā)展，深刻的改變了人們的生活方式，也給智慧醫(yī)療服務(wù)模式提供了廣闊的空間。醫(yī)療精準(zhǔn)度借助智能決策系統(tǒng)、計算輔助診斷系統(tǒng)不斷地提高。利用現(xiàn)代化的信息手段，以云計算、大數(shù)據(jù)為支撐的智慧醫(yī)療在疾病的早期篩查、診斷、治療發(fā)揮著日益重要的作用。醫(yī)院檢驗實驗室管理信息系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)檢驗醫(yī)學(xué)的自動化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化。應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)醫(yī)院實驗室管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)共享，是提高醫(yī)院信息化、現(xiàn)代化的重要途經(jīng)。

1 大數(shù)據(jù)在醫(yī)院檢驗實驗室信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 存在的問題

目前，國內(nèi)的醫(yī)院檢驗信息管理系統(tǒng)（Hospital Laboratory Information Management System,HLIMS)由于開發(fā)與應(yīng)用時間較短，在標(biāo)本的智能分類、一體化集成和條碼自動定位等方面和國外相比，仍然差距較大。國內(nèi)的醫(yī)院檢驗信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)功能仍然停留在向醫(yī)生傳遞患者基本信息，數(shù)據(jù)的深度挖掘和處理沒有得到很好的利用，實際上患者檢驗信息背后蘊(yùn)藏著巨大的數(shù)據(jù)挖掘意義。臨床檢驗通常只用了有限的檢驗指標(biāo)數(shù)據(jù)對疾病進(jìn)行診斷，其可能在某個區(qū)間存在上升或下降的趨勢，這些數(shù)據(jù)的特征目前沒有結(jié)合利用云計算、大數(shù)據(jù)分析，忽略了數(shù)據(jù)與疾病的關(guān)系標(biāo)識。對常規(guī)的指標(biāo)與多種疾病的比對也十分缺乏，沒有發(fā)現(xiàn)其數(shù)據(jù)層面的對應(yīng)關(guān)系。

1.2 大數(shù)據(jù)在醫(yī)學(xué)檢驗信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用

檢驗大數(shù)據(jù)分析有助于發(fā)現(xiàn)新的疾病預(yù)警指標(biāo)[1-3]。生物標(biāo)志物檢測指標(biāo)是診斷某些疾病的手段，蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)是癌癥生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)的重要工具。代謝組學(xué)分析在腫瘤標(biāo)志物篩選中同樣起到關(guān)鍵作用[4-5]。基于多組學(xué)檢驗數(shù)據(jù)分析可完善檢測多種疾病的生物標(biāo)志物，通過整合各個組學(xué)篩選的生物標(biāo)志物，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可有效提升疾病的診斷、預(yù)警，以對疾病的早期診斷及雨后的目標(biāo)提供支持[6-8]。

基于檢驗大數(shù)據(jù)的分析，可為疾病的預(yù)警完善有極大的促作用，即通過通過多種常見指標(biāo)與疾病的檢驗大數(shù)據(jù)高通量無差別對比分析，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的特征性測量。目前，國內(nèi)研發(fā)的基于大數(shù)據(jù)分析的血液細(xì)胞形態(tài)分析與檢測系統(tǒng)，采用數(shù)字圖像分析技術(shù)，通過對大型細(xì)胞數(shù)據(jù)庫和算法支持系統(tǒng)，系利用經(jīng)細(xì)胞特征信息轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號，應(yīng)用人工智能計算和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)采集

本系統(tǒng)采用獨(dú)立數(shù)據(jù)庫、開發(fā)專用的程序接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和web并發(fā)訪問控制技術(shù)，避免因多客戶端訪問數(shù)據(jù)庫造成死鎖、延時等情況。數(shù)據(jù)采集流程如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)采集流程架構(gòu)圖

2.2 數(shù)據(jù)屬性與規(guī)則

醫(yī)院檢驗信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分類需要嚴(yán)格按照類別予以標(biāo)識[9-14]，如試劑、儀器、條件等，系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)類別進(jìn)行匯總，系統(tǒng)必須支持統(tǒng)計、查詢、分析等操作，以及在前置條件的基礎(chǔ)上設(shè)定數(shù)據(jù)元素的組合排列。此外，數(shù)據(jù)的完整性也必須保證，避免導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析失敗。

2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性

由于醫(yī)院的患者量大，患者的信息、檢驗結(jié)果信息量成倍增長，系統(tǒng)在處理分析數(shù)據(jù)時必須要保持穩(wěn)定。按照國家信息保密要求以及患者隱私權(quán)的相關(guān)規(guī)定，系統(tǒng)安全性必須予以高度重視，因此在系統(tǒng)的架構(gòu)中，須設(shè)計安全防護(hù)措施。本系統(tǒng)設(shè)計在保證數(shù)據(jù)實時同步的基礎(chǔ)上，采用數(shù)據(jù)采集、分析按照異步、物理隔絕的方式，即數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析分時獨(dú)立進(jìn)行，二者采用不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，確?？蛻舳耸褂庙槙?，數(shù)據(jù)采集不可延時。數(shù)據(jù)流在傳遞過程中，不發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的情況。

3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與設(shè)計策略

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，采用開發(fā)周期短集成性高的國際流行ROR開發(fā)模式，系統(tǒng)后臺支持檢驗實驗室信息管理系統(tǒng)與醫(yī)院信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換、傳遞、轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。由于患者檢驗信息數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)相對更復(fù)雜，分類不統(tǒng)一，對后臺運(yùn)算要求較高，因此后臺開發(fā)采用JAVA這種執(zhí)行高效率的開發(fā)環(huán)境進(jìn)行編譯。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用SQLServier數(shù)據(jù)庫，對大數(shù)據(jù)運(yùn)算穩(wěn)定可靠的支持。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

4 結(jié)語

應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的醫(yī)院檢驗室信息管理系統(tǒng)以病人的檢驗信息為數(shù)據(jù)核心，按照數(shù)據(jù)類別進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、交換、數(shù)據(jù)分析，深度挖掘患者醫(yī)學(xué)檢驗結(jié)果對疾病預(yù)警的重要作用。在移動醫(yī)療和智慧醫(yī)療、大數(shù)據(jù)、人工背景下，醫(yī)院檢驗實驗室信息管理系統(tǒng)有必要拓展手機(jī)移動支付、查詢等功能，為醫(yī)學(xué)服務(wù)提供保障。