利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)構(gòu)建臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)*

◆聶麗麗 陳妍妍 葉 慶 陳勇飛 廖家智

責(zé)任編輯:姚 濤

1 現(xiàn)狀分析

隨著醫(yī)院藥學(xué)工作的重心向“以病人為中心”的服務(wù)模式轉(zhuǎn)變，藥學(xué)信息需求表現(xiàn)出綜合性、開(kāi)放性、深層次化、數(shù)字化以及網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)。當(dāng)前的藥學(xué)服務(wù)更注重面向內(nèi)容，服務(wù)的范圍和對(duì)象不斷擴(kuò)大，服務(wù)的方式更加主動(dòng)和動(dòng)態(tài)化，服務(wù)的內(nèi)容更加集成化和多元化，這些都為建立臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)提供了可能。目前臨床藥學(xué)服務(wù)主要存在以下問(wèn)題:

1.1 對(duì)臨床藥學(xué)服務(wù)信息化認(rèn)識(shí)不夠

認(rèn)為臨床藥學(xué)服務(wù)可有可無(wú)。簡(jiǎn)單地認(rèn)為，藥學(xué)服務(wù)就是藥品保障和供應(yīng)，過(guò)分強(qiáng)調(diào)病人的既得利益，忽視藥學(xué)服務(wù)的價(jià)值。開(kāi)展臨床藥學(xué)服務(wù)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，更是臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷積累的過(guò)程。一個(gè)醫(yī)院的臨床藥學(xué)或藥學(xué)服務(wù)工作，不可能僅僅通過(guò)增加一個(gè)部門或引進(jìn)1～2 個(gè)人才就能很快取得成績(jī)。必須從藥學(xué)信息服務(wù)、藥品不良反應(yīng)監(jiān)測(cè)、治療藥物監(jiān)測(cè)、不合理處方及復(fù)雜案例分析、疑難病例討論和會(huì)診等基礎(chǔ)工作著手，才能逐步體現(xiàn)藥學(xué)服務(wù)的價(jià)值。藥學(xué)信息化建設(shè)的重點(diǎn)已不再是簡(jiǎn)單的領(lǐng)藥、擺藥流程信息化，而且能給予臨床用藥支持，能自動(dòng)獲取有價(jià)值信息，并最終將獲得的信息真正應(yīng)用到疾病的診治和預(yù)防中去。

1.2 臨床藥學(xué)信息化僅停留在藥學(xué)咨詢層面

大部分醫(yī)院的藥學(xué)信息化服務(wù)僅停留在的提供藥學(xué)信息，或編寫(xiě)藥訊、出版藥學(xué)手冊(cè)等方面。臨床藥師較少直接提供藥學(xué)技術(shù)服務(wù)，很難深入臨床。在這種情況下，怎么樣才能更好的開(kāi)展工作，建立臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)是一種可行方法，建立依托于信息化的全過(guò)程藥學(xué)服務(wù)，才能更好地開(kāi)展臨床藥學(xué)工作。該知識(shí)庫(kù)包含病人信息、藥品信息、醫(yī)囑信息、手術(shù)信息、不良藥物反應(yīng)等信息。

1.3 臨床藥學(xué)信息種類繁多

目前，臨床藥學(xué)信息種類繁多，數(shù)據(jù)信息量大。只依賴人力很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合有效。大量歷史數(shù)據(jù)得不到有效利用也是大型三甲醫(yī)院普遍面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。利用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理手段，如數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、輔助決策軟件等是必然趨勢(shì)。輔助管理和促進(jìn)用藥管理精準(zhǔn)化，在某種程度上也有利于臨床藥學(xué)的信息化發(fā)展。

2 數(shù)據(jù)挖掘及模型構(gòu)建

2.1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

隨著20 世紀(jì)80年代“數(shù)據(jù)挖掘”這一新興技術(shù)的出現(xiàn)，形式多樣的數(shù)據(jù)挖掘軟件也相繼出現(xiàn)。按照姚毓才等的觀點(diǎn)［1］，能夠從巨量數(shù)據(jù)中獲取有效的、新穎的、潛在有用的、最終可理解的、模式的、非平凡過(guò)程的軟件工具可稱為數(shù)據(jù)挖掘工具。王立偉強(qiáng)調(diào)［2］，在數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用領(lǐng)域比重中，2003年-2005年臨床藥學(xué)領(lǐng)域占比為8.05%;2006年6月以前占比7.21%;2007年6月以前占比9.4%，增長(zhǎng)速度63%?？梢?jiàn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域很早就有應(yīng)用，并且所占比例在逐年增長(zhǎng)。

姚毓才等借鑒多維數(shù)據(jù)立方體的概念，提出了數(shù)據(jù)挖掘軟件工具的多維立方體分類方案，即利用數(shù)據(jù)挖掘工具的不同屬性類作為多維立方體的維，從而建立一個(gè)多維的立方體模型，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有關(guān)知識(shí)的挖掘。該模型的3個(gè)維分別是:數(shù)據(jù)源(包括數(shù)據(jù)庫(kù)、文本文件Web 數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等)、方法(包括統(tǒng)計(jì)方法、決策樹(shù)、規(guī)則抽取、基于事例的推理、Bayes 網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集、Roug h 集等)和功能(包括預(yù)處理、關(guān)聯(lián)分析、回歸分析、分類、預(yù)測(cè)、聚類分析、異常分析、模型可視化等)。如圖1 所示。在臨床藥學(xué)信息中，存在大量的數(shù)據(jù)源信息?，F(xiàn)在，只需要選取適合的方法和功能。去完成初步的設(shè)計(jì)思路，為模型構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。

圖1 數(shù)據(jù)挖掘工具的三維立體分類方案

2.2 模型構(gòu)建

海量的臨床信息給醫(yī)生們帶來(lái)了巨大的影響，最主要的就是有效信息難以提煉。過(guò)多無(wú)用的信息必然會(huì)產(chǎn)生信息距離(the Distance of Information-State Transition，信息狀態(tài)轉(zhuǎn)移距離，是對(duì)一個(gè)事物信息狀態(tài)轉(zhuǎn)移所遇到障礙的測(cè)度，簡(jiǎn)稱DIST 或DIT)和有用知識(shí)的丟失。這也就是約翰·內(nèi)斯伯特(John Naisbert)所稱的“信息豐富而知識(shí)貧乏”的窘境［2］。因此，人們迫切希望能對(duì)海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入分析，以發(fā)現(xiàn)并提取隱藏在其中的有利信息，最終利用這些數(shù)據(jù)［2］。但僅以數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)等功能，無(wú)法發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在的關(guān)系和規(guī)則，無(wú)法根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，更缺乏挖掘數(shù)據(jù)背后隱藏的手段。正是在這樣的情況下，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)便展現(xiàn)出了強(qiáng)大的應(yīng)用功能。

圖2 模型構(gòu)建

大量知識(shí)在轉(zhuǎn)化共享過(guò)程中需要提煉、積累、共享和創(chuàng)新［3］。醫(yī)院數(shù)據(jù)信息多樣化，包括醫(yī)生、護(hù)士、藥師以及病人等的信息。通過(guò)利用各種DB 接口，把各種現(xiàn)有的藥學(xué)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)接，利用數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇、抽取、評(píng)價(jià)然后發(fā)現(xiàn)描述，不斷循環(huán)，最終形成醫(yī)院藥學(xué)知識(shí)庫(kù)。模型如圖2 所示。

3 基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的藥學(xué)知識(shí)庫(kù)應(yīng)用

3.1 臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)為醫(yī)務(wù)人員提供藥學(xué)知識(shí)

藥學(xué)知識(shí)庫(kù)基于醫(yī)學(xué)知識(shí)的各個(gè)單元，如疾病信息、藥品信息、輔助檢查信息、手術(shù)信息、循證醫(yī)學(xué)信息及外部藥學(xué)等相關(guān)信息。通過(guò)對(duì)臨床用藥問(wèn)題和問(wèn)題環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過(guò)信息的析取和重組形成易于理解和使用的、符合醫(yī)務(wù)人員需要的藥學(xué)知識(shí)，同時(shí)能夠?qū)χR(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而完善知識(shí)庫(kù)。

3.2 臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)為用戶提供目標(biāo)服務(wù)

臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)緊緊圍繞用戶的目標(biāo)而開(kāi)展，它關(guān)注的焦點(diǎn)不僅僅是向臨床提供所需的信息，而且可以通過(guò)服務(wù)解決用戶所面臨的問(wèn)題。因此知識(shí)服務(wù)超越了信息資源的獲取和傳遞。

3.3 臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)的應(yīng)用貫穿于整個(gè)臨床過(guò)程

在整個(gè)業(yè)務(wù)流程中進(jìn)行知識(shí)捕獲、分析、重組、集成、創(chuàng)新過(guò)程的服務(wù)，并最終作用于業(yè)務(wù)流程。同時(shí)，根據(jù)用戶的需求來(lái)動(dòng)態(tài)地和連續(xù)地組織服務(wù)，而不是傳統(tǒng)信息服務(wù)基于固有過(guò)程或固有內(nèi)容的服務(wù)。

3.4 臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)為區(qū)域醫(yī)療提供開(kāi)放式的藥學(xué)信息

臨床藥學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)把有序化的知識(shí)存放起來(lái)，以開(kāi)放的模式為大家服務(wù)。在區(qū)域醫(yī)療環(huán)境下，可以為下級(jí)醫(yī)院提供藥學(xué)服務(wù)。把隱性的信息轉(zhuǎn)變成有價(jià)值的信息。甚至，在網(wǎng)絡(luò)背景下，通過(guò)信息化工具，直接接入?yún)^(qū)域醫(yī)療中下級(jí)醫(yī)院的臨床診療過(guò)程中，為他們解決能力所不及的問(wèn)題。知識(shí)服務(wù)是在知識(shí)背景下產(chǎn)生的一種新的服務(wù)概念［4］。建立臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)，方便了醫(yī)護(hù)人員了解藥品信息，也可以輔助醫(yī)生臨床用藥。利用藥學(xué)知識(shí)庫(kù)綜合全院醫(yī)藥信息，打破信息壁壘，方便醫(yī)護(hù)人員快速查詢。便于醫(yī)護(hù)人員快速認(rèn)識(shí)和了解新藥。在臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)中，還可收集臨床的各種不良反應(yīng)，以數(shù)據(jù)和觸發(fā)的模式幫助醫(yī)護(hù)人員掌握用藥原則。在電子病歷等信息系統(tǒng)中，可以利用該數(shù)據(jù)庫(kù)建立處方或醫(yī)囑核對(duì)審查模式、檢測(cè)處方或醫(yī)囑合理性，指導(dǎo)臨床工作?？傊摂?shù)據(jù)庫(kù)可將不同病種、不同個(gè)體藥物使用與患者病情發(fā)展等進(jìn)行動(dòng)態(tài)歸納、整理，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，反思失敗教訓(xùn)，并進(jìn)行藥物之間、患者之間、醫(yī)師之間、科室之間、醫(yī)院之間的數(shù)據(jù)挖掘性研究，從而形成具有特色的臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)，以提高醫(yī)院臨床用藥的精準(zhǔn)化。

4 成效與討論

4.1 使無(wú)序信息變成有序信息

臨床醫(yī)師一般難以全面掌握藥學(xué)新知識(shí)。臨床藥學(xué)、臨床藥理學(xué)、臨床毒理學(xué)、物理藥劑學(xué)、生化藥劑學(xué)、生物藥劑學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)等學(xué)科的崛起，常常會(huì)指出傳統(tǒng)用藥的謬誤。通過(guò)對(duì)藥學(xué)知識(shí)的挖掘、組織、評(píng)價(jià)、發(fā)現(xiàn)，將所有看似雜亂無(wú)章的信息，變?yōu)閷?duì)臨床有用的信息。將內(nèi)隱知識(shí)轉(zhuǎn)化為外顯知識(shí)，并在信息系統(tǒng)的幫助下形成工具，融入到現(xiàn)有的醫(yī)院各個(gè)臨床系統(tǒng)中，從而指導(dǎo)臨床合理用藥。

4.2 建立醫(yī)院藥學(xué)知識(shí)庫(kù)

醫(yī)院藥學(xué)信息化發(fā)展至今，已經(jīng)從單機(jī)應(yīng)用和單純的藥品管理，發(fā)展到計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)輔助管理和數(shù)據(jù)庫(kù)輔助決策系統(tǒng)，再發(fā)展到與HIS 系統(tǒng)高度無(wú)縫銜接，實(shí)現(xiàn)藥學(xué)服務(wù)的全程信息化。建立醫(yī)院臨床藥學(xué)知識(shí)庫(kù)，可以積累更多的本院特有經(jīng)驗(yàn)，更好地指導(dǎo)臨床藥學(xué)。

4.3 為實(shí)現(xiàn)區(qū)域醫(yī)療奠定基礎(chǔ)

當(dāng)前，我國(guó)醫(yī)藥發(fā)展現(xiàn)狀以及信息技術(shù)發(fā)展水平普遍不均衡，可以說(shuō)各醫(yī)院相差甚大。因此，要盡早建立合理、科學(xué)的藥學(xué)知識(shí)庫(kù)為實(shí)現(xiàn)區(qū)域醫(yī)療奠定基礎(chǔ)。在區(qū)域醫(yī)療發(fā)展過(guò)程中，大型三甲醫(yī)院的藥學(xué)知識(shí)庫(kù)能為地市縣級(jí)醫(yī)院提供很多幫助，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域性藥學(xué)信息交流和綜合利用，更好地提高藥學(xué)管理效率和藥學(xué)服務(wù)水平。更重要的是，藥學(xué)知識(shí)庫(kù)能更好地加強(qiáng)醫(yī)院合作和醫(yī)療資源共享，可提高醫(yī)院用藥管理的精準(zhǔn)化程度。

［1］姚毓才，王本年.數(shù)據(jù)挖掘工具的分類與挖掘［J］.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2006，16(8):6-9.

［2］王立偉.數(shù)據(jù)挖掘研究現(xiàn)狀綜述［J］.圖書(shū)與情報(bào)，2008(5):41-46.

［3］顏巧元.醫(yī)院知識(shí)管理［M］.北京:人民軍醫(yī)出版社，2013.

［4］張 玉，張文舉，李 娜.構(gòu)建以知識(shí)服務(wù)和知識(shí)組織為基礎(chǔ)的醫(yī)藥學(xué)知識(shí)庫(kù)［J］.醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2010，31(2):26-29.