基于健康大數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院助力實(shí)體醫(yī)院發(fā)展的若干實(shí)踐研究

魏志剛，劉小慶，魏燕飛

（江西省第五人民醫(yī)院，江西 南昌 330046）

1 健康大數(shù)據(jù)應(yīng)用

1.1 互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院

在互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院中健康大數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在在線導(dǎo)診與健康數(shù)據(jù)監(jiān)測方面，在實(shí)體醫(yī)院數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立大數(shù)據(jù)分析計(jì)算模型，并與智能設(shè)備廠商合作，通過企業(yè)的數(shù)據(jù)分析處理平臺(tái)，對(duì)智能設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別患者的需求，為其匹配醫(yī)生并提供有效的服務(wù)，在健康數(shù)據(jù)監(jiān)測的幫助下，為患者提供有針對(duì)性的健康解決方案[1]。

1.2 慢病管理

通過健康大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，建立患者電子病歷、健康檔案等數(shù)據(jù)庫，分析針對(duì)慢病患者可能出現(xiàn)的一切危險(xiǎn)因素，構(gòu)建慢病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，對(duì)危險(xiǎn)因素指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，根據(jù)高危人群發(fā)病概率的判斷為慢病患者提供幫助，使慢病患者能夠進(jìn)行自我評(píng)估、改善生活方式等，并通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與設(shè)備的使用，對(duì)慢病患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、跟蹤等，預(yù)警慢病患者發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)與可能性，開展個(gè)性化治療。

1.3 輔助診療

健康大數(shù)據(jù)在輔助診療方面主要表現(xiàn)在智能診斷與疾病預(yù)測，在醫(yī)院數(shù)據(jù)知識(shí)庫構(gòu)建的基礎(chǔ)上，與相關(guān)的電子病歷、健康檔案數(shù)據(jù)等相結(jié)合，積極引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，分析數(shù)據(jù)中心檢查結(jié)果、疾病癥狀與用藥信息的聯(lián)系，構(gòu)建預(yù)測疾病系統(tǒng)，對(duì)患者進(jìn)行有效的疾病預(yù)測，在醫(yī)療數(shù)據(jù)、圖片與準(zhǔn)假標(biāo)注樣本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采取技術(shù)識(shí)別與處理醫(yī)學(xué)影像。

2 大數(shù)據(jù)平臺(tái)

我國使用的大數(shù)據(jù)平臺(tái)主要是在Hadoop技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建，如圖1所示，包括數(shù)據(jù)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)分析層、編程模型層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)來源層。大數(shù)據(jù)平臺(tái)相關(guān)技術(shù)主要包括大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、分析技術(shù)等，可通過批處理技術(shù)處理靜態(tài)數(shù)據(jù)，利用流處理技術(shù)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，混合式處理技術(shù)可同時(shí)處理兩方面數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)技術(shù)是通過分布式文件系統(tǒng)、關(guān)系型與非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫運(yùn)行，數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，再利用語義分析計(jì)算模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理[2]。在互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院中可在大數(shù)據(jù)平臺(tái)上開展在線診療等活動(dòng)，有利于提升互聯(lián)網(wǎng)與實(shí)體醫(yī)院的診療水平。

圖1 大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)

3 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的制約因素

3.1 數(shù)據(jù)移動(dòng)成本較高

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在傳輸數(shù)據(jù)的過程中，數(shù)據(jù)移動(dòng)次數(shù)較多，需經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、集中存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)、取出并分析數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)，針對(duì)小數(shù)據(jù)量時(shí)易于接受，但當(dāng)前健康大數(shù)據(jù)量較多，且互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院需求較多，因此數(shù)據(jù)移動(dòng)成本較高。

3.2 數(shù)據(jù)變化反映能力較差

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在解決主題變化時(shí)需將整個(gè)流程進(jìn)行修改，再重新加載數(shù)據(jù)，但在此過程中，計(jì)算數(shù)據(jù)與時(shí)間成本較高，比較適合數(shù)據(jù)質(zhì)量高、主題變化少的數(shù)據(jù)分析模式，當(dāng)面臨互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院中的健康大數(shù)據(jù)分析時(shí)，反應(yīng)能力不足，且健康大數(shù)據(jù)應(yīng)用主題變化較大，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多樣性。

3.3 硬件設(shè)備成本增加

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的硬件設(shè)備對(duì)存儲(chǔ)分析環(huán)節(jié)的要求較高，隨著健康大數(shù)據(jù)量與設(shè)備成本的增長，其分布式存儲(chǔ)計(jì)算架構(gòu)可采用大量高性能的計(jì)算機(jī)分布式存儲(chǔ)計(jì)算集群，成本較低。

4 基于健康大數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院分析數(shù)據(jù)流程

4.1 數(shù)據(jù)采集

通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)中數(shù)據(jù)交換平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集工作，并結(jié)合“江西省人口健康信息平臺(tái)”“江西省預(yù)約掛號(hào)平臺(tái)”“江西省檢驗(yàn)檢查平臺(tái)”，接入方式較為多元化，按照系統(tǒng)的交換需求與特征進(jìn)行選擇，數(shù)據(jù)采集主要分為文檔與中間庫兩種。第一，基于文檔的數(shù)據(jù)采集主要是按照節(jié)點(diǎn)規(guī)范格式進(jìn)行，調(diào)用Web Service將交換文檔進(jìn)行上傳，大數(shù)據(jù)平臺(tái)再對(duì)文檔格式、信息等進(jìn)行審核與反饋，此方式具備實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集特征，可擴(kuò)展性較強(qiáng)，維護(hù)成本低，但若采集數(shù)據(jù)內(nèi)容較多，將會(huì)為交換服務(wù)器帶來影響。上傳方式主要分為接入節(jié)點(diǎn)上傳文檔、上傳文檔庫中數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換文檔格式上傳，包括PDF、XML等任何格式的文檔。第二，基于中間庫的數(shù)據(jù)采集是將中間庫作為介入節(jié)點(diǎn)的交換環(huán)節(jié)，其安全性、數(shù)據(jù)傳輸效率與實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，工作量較少，流程簡單。

4.2 數(shù)據(jù)整合

數(shù)據(jù)整合主要包括數(shù)據(jù)預(yù)處理與存儲(chǔ)兩種操作。第一，數(shù)據(jù)預(yù)處理是對(duì)健康大數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與預(yù)處理操作。首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，對(duì)缺失的數(shù)據(jù)值與噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行填充與處理。其次利用數(shù)據(jù)集成整合多個(gè)數(shù)據(jù)源，對(duì)其進(jìn)行抽取緩存、轉(zhuǎn)換與分析等，完成相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集成轉(zhuǎn)換工作，另外利用數(shù)據(jù)規(guī)約，在壓縮數(shù)據(jù)集的同時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性，主要包括數(shù)量規(guī)約、數(shù)據(jù)壓縮與維規(guī)約三類；最后進(jìn)行數(shù)據(jù)變化，利用數(shù)據(jù)規(guī)范化、數(shù)據(jù)聚集、屬性構(gòu)造與離散化等形式，消除原始數(shù)據(jù)在類型與格式方面的差異性。第二，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)模式不足，因此采取底層文件系統(tǒng)、HDFS接口與外部調(diào)用，能夠有效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集。在數(shù)據(jù)清洗的過程中，主要針對(duì)檢查與檢驗(yàn)項(xiàng)目，分析其患者，在此過程中要將類似結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)分，明確檢查檢驗(yàn)項(xiàng)目。

4.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)主要包括數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)計(jì)算，在分析過程中采取查詢醫(yī)療數(shù)據(jù)集SQL方式與挖掘分析醫(yī)療數(shù)據(jù)集方式，如Pig分析方式與分類挖掘等。數(shù)據(jù)計(jì)算主要是采取分布式計(jì)算方式計(jì)算健康大數(shù)據(jù)，提升計(jì)算效率。在數(shù)據(jù)分析過程中主要以治療方案為例，通過互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院系統(tǒng)整合患者醫(yī)療數(shù)據(jù)，建立治療分析與患者診斷、檢查等方面的統(tǒng)計(jì)模型，指導(dǎo)醫(yī)生根據(jù)此決定治療方案，將患者特征輸入模型中，與數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)與分析，如圖2所示。具體數(shù)據(jù)分析過程包括患者分類與確定治療方案，在患者分類環(huán)節(jié)可通過層次聚類分析法分類，主要分為大部分治療、前期治療、后期治療均在本醫(yī)院進(jìn)行與其他類別，再根據(jù)K均值聚類法進(jìn)行聚類，比較利差平方和，根據(jù)患者不同特征制定治療方案。在此過程中，數(shù)據(jù)分析應(yīng)用能夠利用數(shù)據(jù)挖掘方法有效分析健康發(fā)數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院中數(shù)據(jù)的規(guī)律，起到輔助治療的作用。通過IDMapping、數(shù)據(jù)清洗，標(biāo)簽建模等大數(shù)據(jù)技術(shù)，為患者建立一份完整的電子病歷健康檔案，解決患者描述不清病史，醫(yī)師無法準(zhǔn)確掌握患者病情的情況。

圖2 治療方案選擇數(shù)據(jù)分析模型

4.4 數(shù)據(jù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)應(yīng)用主要通過人機(jī)交互接口對(duì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行應(yīng)用，例如，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院中可通過數(shù)據(jù)分析的可視化結(jié)果查閱數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，醫(yī)生可通過輸入患者數(shù)據(jù)方式對(duì)比最優(yōu)治療方案的分析結(jié)果，選擇符合患者需求方案。以上通過對(duì)患者診斷、用藥、檢驗(yàn)檢查等數(shù)據(jù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測跟蹤患者情況，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)智能干預(yù)，加大患者依從性的AI慢病管理。

5 互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院助力實(shí)體醫(yī)院發(fā)展的實(shí)踐對(duì)策

5.1 創(chuàng)新醫(yī)院業(yè)務(wù)流程

互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的具體業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)患者、醫(yī)生、醫(yī)院等多方參與，形成完整的診療過程。首先患者可通過互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院平臺(tái)、App等方式進(jìn)行注冊(cè)并登錄，填寫基本信息進(jìn)行掛號(hào)或者預(yù)約掛號(hào)，掛號(hào)時(shí)要填寫就診人的姓名、身份證、具體病情等內(nèi)容，支付成功后等待醫(yī)生進(jìn)行問診，可采取文字、語音、圖片等方式與醫(yī)生溝通，還可為醫(yī)生發(fā)送檢查結(jié)果，溝通后患者可根據(jù)醫(yī)生給出的診斷建議評(píng)價(jià)醫(yī)院服務(wù)的滿意度。醫(yī)生在問診后要建立患者健康檔案，通過ID-Mapping、數(shù)據(jù)清洗、標(biāo)簽建模等技術(shù)建立健康檔案，并通過AI導(dǎo)診的方式為患者智能化分配醫(yī)生，對(duì)就診全過程進(jìn)行監(jiān)測。醫(yī)生還需寫處方，主要內(nèi)容為檢驗(yàn)檢查、診斷信息、醫(yī)囑等，問診后發(fā)送給患者，患者可根據(jù)處方購買藥品，或者到實(shí)體醫(yī)院進(jìn)行檢查等。就診過程中的記錄、視頻錄像以及電子處方都會(huì)被保存，形成云病歷，保存在醫(yī)院中，以便在下次就診時(shí)協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行診治。

5.2 醫(yī)院系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院系統(tǒng)架構(gòu)分為五個(gè)層次。第一層為基礎(chǔ)服務(wù)層，可通過網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)設(shè)施集成醫(yī)院系統(tǒng)軟件，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與多媒體設(shè)備等，可為互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)與挖掘奠定基礎(chǔ)，通過多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成與融合開發(fā)新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，存儲(chǔ)健康數(shù)據(jù)。第二層為數(shù)據(jù)服務(wù)層，將健康數(shù)據(jù)分為線上與線下數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，利用Hadoop并行計(jì)算模式，堅(jiān)持“先分后和”的原則，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與處理，收集醫(yī)療數(shù)據(jù)后對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理、存儲(chǔ)與挖掘，在互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院實(shí)踐過程中應(yīng)用數(shù)據(jù)，提升醫(yī)療的精準(zhǔn)性，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)管理服務(wù)，對(duì)線上數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，可利用檢查數(shù)據(jù)庫模式開展，進(jìn)行數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源的共享。第三層為公共服務(wù)層，通過建設(shè)基礎(chǔ)層實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)管理服務(wù)等服務(wù)的組件化，整合與管理相關(guān)應(yīng)用組建，充分發(fā)揮功能模塊的作用。第四層為業(yè)務(wù)應(yīng)用層，將互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院系統(tǒng)分為圖文資源、視頻問診、電子處方等多個(gè)應(yīng)用體系，還可根據(jù)實(shí)體醫(yī)院管理模式設(shè)置實(shí)體醫(yī)院中的檢驗(yàn)流程、建檔流程等應(yīng)用體系。第五層為展現(xiàn)層，通過醫(yī)院官方設(shè)置互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院App、微信等方式，為患者提供多元化的醫(yī)療服務(wù)。

5.3 互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的管理與應(yīng)用

在健康大數(shù)據(jù)背景下，可通過互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院對(duì)實(shí)體醫(yī)院的醫(yī)療業(yè)務(wù)與患者進(jìn)行分流，進(jìn)而提升醫(yī)療能力。在我院實(shí)踐互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院后，已經(jīng)開通了多門科室的線上問診，并成立互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院診間，實(shí)現(xiàn)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的規(guī)范運(yùn)營管理，引導(dǎo)患者進(jìn)行就診，并加強(qiáng)培訓(xùn)醫(yī)生的力度，在重點(diǎn)科室中實(shí)現(xiàn)一對(duì)一線上問診，線上問診人數(shù)呈增長趨勢。

6 結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)患者就診全過程監(jiān)測，對(duì)健康數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理，助力醫(yī)院管理及運(yùn)營決策。為了滿足社會(huì)的發(fā)展，通過互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化醫(yī)院的就醫(yī)與診療流程，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置，提升醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)改善患者的就診體驗(yàn)，為患者提供更便捷的醫(yī)療服務(wù)?！?/p>