大數(shù)據(jù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

黃海燕

摘 要：隨著科技的不斷進(jìn)步，人們處理數(shù)據(jù)的技術(shù)不斷增強(qiáng)，大數(shù)據(jù)的概念被越來越多的人所提及，并廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。本文概述了大數(shù)據(jù)的基本含義，闡述大數(shù)據(jù)的基本特征，并對大數(shù)據(jù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用問題做了深入挖掘。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；醫(yī)療；大數(shù)據(jù)挖掘

引言

隨著信息時(shí)代的不斷發(fā)展，海量的數(shù)據(jù)被產(chǎn)生出來。在人們的日常生活中，方方面面都可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)反應(yīng)了社會規(guī)律和自然規(guī)律，被認(rèn)為是一筆重要的戰(zhàn)略資源，與自然資源等可以相提并論。有統(tǒng)計(jì)顯示，一般的醫(yī)療機(jī)構(gòu)每年會產(chǎn)生1TB到20TB的數(shù)據(jù)，一些大醫(yī)院甚至可以產(chǎn)生300TB到1PB的數(shù)據(jù)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們處理數(shù)據(jù)的能力和技術(shù)也不斷增強(qiáng)。從前，人們只能看著這些寶貴的數(shù)據(jù)白白丟失；現(xiàn)在，這些數(shù)據(jù)有望被運(yùn)用到智慧醫(yī)療方面，即讓患者就醫(yī)更方便、疾病診斷更加高效，以及醫(yī)療信息更加準(zhǔn)確。

一、大數(shù)據(jù)概述

（一）大數(shù)據(jù)的定義

隨著智能手機(jī)、平板電腦、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等各式各樣傳感器的涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)源呈現(xiàn)指數(shù)級增長，信息數(shù)量迅速擴(kuò)大。從這些海量數(shù)據(jù)中提取有用信息并加以利用，已經(jīng)成為戰(zhàn)略性發(fā)展和要求。大數(shù)據(jù)可以通過在海量數(shù)據(jù)中提取的有用信息，挖掘新的認(rèn)知，創(chuàng)造新的價(jià)值，從而改變市場關(guān)系和組織機(jī)構(gòu)。

關(guān)于大數(shù)據(jù)的定義，目前學(xué)術(shù)界仍然沒有獲得統(tǒng)一共識。一般認(rèn)為，大數(shù)據(jù)指的是巨量數(shù)據(jù)結(jié)合，是指無法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具和軟件進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)能力才能加以挖掘和應(yīng)用的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)不是單純的海量數(shù)據(jù)，而是大量種類繁多、價(jià)值密度低、處理速度要求快和實(shí)效性要求高的數(shù)據(jù)的集合。目前，大數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)、金融、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

（二）大數(shù)據(jù)的特征

通常，用4個(gè)V（即Volume， Variety， Value， Velocity）來概括。

一是體積巨大。截止到目前，人類生產(chǎn)的所有印刷材料的數(shù)據(jù)量是300PB，大企業(yè)一年生產(chǎn)出的數(shù)據(jù)量大多處于TB量級。

二是數(shù)據(jù)種類繁多。對此，人們把這些數(shù)據(jù)分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)多以文本為主，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)則包括音頻、視頻、地理位置信息等。這些數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)的挖掘處理能力提出了更高要求。

三是價(jià)值密度低。在大量不斷生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流中，只有極少數(shù)的數(shù)據(jù)是有價(jià)值的，如何在海量數(shù)據(jù)中挖掘真正有用的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)“提純”成為大數(shù)據(jù)工作者研究的重點(diǎn)。

四是處理速度快。據(jù)統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)到2020年，全球數(shù)據(jù)使用量將達(dá)到35.2ZB。在如此海量的數(shù)據(jù)面前，各國政府及企業(yè)能否加快處理數(shù)據(jù)的效率，將成為成敗的關(guān)鍵。

（三）大數(shù)據(jù)的意義

大數(shù)據(jù)最重要的意義是預(yù)測。比如，商業(yè)公司對消費(fèi)者日常的購買行為和使用商品習(xí)慣進(jìn)行匯總和分析，了解到消費(fèi)者的需求，從而改進(jìn)已有商品并適時(shí)推出新的、消費(fèi)者很可能會滿意的商品。知名互聯(lián)網(wǎng)公司谷歌對其用戶每天頻繁搜索的詞匯進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，從而進(jìn)行相關(guān)的廣告推廣和商業(yè)研究。

由于大數(shù)據(jù)的處理迫在眉睫，近年來各國政府和全球?qū)W術(shù)界都掀起了一場大數(shù)據(jù)技術(shù)的革命，都在積極研究大數(shù)據(jù)的挖掘技術(shù)和分析手段。很多國家都把大數(shù)據(jù)技術(shù)研究上升到了國家戰(zhàn)略高度，提出了一系列的大數(shù)據(jù)技術(shù)研發(fā)計(jì)劃，從而推動(dòng)政府機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)界、相關(guān)行業(yè)和各類企業(yè)對大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行探索和研究。

可以說大數(shù)據(jù)是一種寶貴的戰(zhàn)略資源，其潛在價(jià)值和增長速度正在改變著人類的工作、生活和思維方式?？梢韵胍?，在未來，各行各業(yè)都會積極擁抱大數(shù)據(jù)，積極探索數(shù)據(jù)挖掘和分析的新技術(shù)、新方法，從而更好地利用大數(shù)據(jù)。當(dāng)然，大數(shù)據(jù)并不能主宰一切。大數(shù)據(jù)雖然能夠發(fā)現(xiàn)“是什么”，卻不能說明“為什么”；大數(shù)據(jù)提供的是一些描述性的信息，而創(chuàng)新還是要人類自己來實(shí)現(xiàn)。

二、大數(shù)據(jù)對醫(yī)學(xué)研究的影響

（一）大數(shù)據(jù)改變醫(yī)學(xué)診斷手段

大數(shù)據(jù)分析為許多醫(yī)學(xué)難題的解決提供了新途徑，改變了一些疾病診斷方式。大數(shù)據(jù)可以挖掘出大量以往的相似疾病案例，通過分析這些診斷數(shù)據(jù)，對疑難雜癥進(jìn)行快速判別。如，在心臟病的診斷過程中，首先采集心臟數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為心臟圖譜，然后根據(jù)圖譜進(jìn)行建模，模型中的變量包括壓力、張力、僵硬度等，最后根據(jù)這個(gè)模型分析心臟疾病病情，并作出相應(yīng)的診療方案。此外，還可以利用圖像處理技術(shù)，將心臟數(shù)據(jù)建模成為一個(gè)虛擬實(shí)體，通過設(shè)置不同的參數(shù)，模擬觀察各類手術(shù)或者藥物對心臟機(jī)能造成的影響，從而在診療之前就對診療后心臟疾病可能的走勢做出預(yù)測，為獲取疾病診治方法提供了手段。

（二）大數(shù)據(jù)可預(yù)測病情的擴(kuò)散趨勢

當(dāng)流行病發(fā)生時(shí)，可以對疾病已有的擴(kuò)散趨勢和感染人數(shù)進(jìn)行建模，對每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而對流行病進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，預(yù)測病情的擴(kuò)散趨勢，為疾病防治提供參考。同時(shí)，當(dāng)下一次疫情發(fā)生時(shí)，可以調(diào)出往年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解規(guī)律，從而有望抑制病情的進(jìn)一步擴(kuò)張。

（三）大數(shù)據(jù)有望決定現(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)研究成敗的關(guān)鍵

當(dāng)前在我國，優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源有限，患者往往需要爭搶醫(yī)療資源，才能獲得一個(gè)寶貴的治療機(jī)會。然而，患者個(gè)體差異巨大，疾病種類繁多，且仍然有很多現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)無法解釋和治療的疑難雜癥，使得診斷很難標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化。同時(shí)，醫(yī)生在治療時(shí)，治療手段和方法、治療進(jìn)度等并不公開透明，缺少病人的主動(dòng)參與。此外，醫(yī)生工作強(qiáng)度大，醫(yī)療資源不足，誤診漏診現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，使得醫(yī)患矛盾不斷加劇，醫(yī)患關(guān)系已經(jīng)在近年來成為了一個(gè)社會問題。大數(shù)據(jù)醫(yī)療則可以使患者主動(dòng)參與到醫(yī)療過程中。醫(yī)生可以在海量數(shù)據(jù)中找到病人的既往病史、體質(zhì)特征、健康數(shù)據(jù)等資料作為輔助，從而更好更快地為病人做出準(zhǔn)確的判斷。

此外，以往醫(yī)院的醫(yī)療數(shù)據(jù)都是獨(dú)立的，病人若首次在某家醫(yī)院就診，醫(yī)生還需要花費(fèi)時(shí)間和精力了解病人的既往病史，既降低了診治效率，也增加了病人就醫(yī)的時(shí)間成本。大數(shù)據(jù)使得醫(yī)院之間互通數(shù)據(jù)成為了可能，可避免患者在多個(gè)不同的醫(yī)院之間進(jìn)行重復(fù)診治而付出高昂的醫(yī)療費(fèi)用。大數(shù)據(jù)醫(yī)療有望構(gòu)建一個(gè)以患者為中心的個(gè)性化平臺，為患者提供疾病治療、疾病管理、掛號預(yù)約、健康數(shù)據(jù)查詢等多方面的服務(wù)，充分尊重患者的價(jià)值觀和需求，協(xié)調(diào)不同專業(yè)的醫(yī)療服務(wù)?？梢哉f，大數(shù)據(jù)有望帶來醫(yī)學(xué)研究、臨床決策、疾病管理、醫(yī)療衛(wèi)生決策等方面的改變甚至革新，從而帶來整個(gè)醫(yī)療模式的轉(zhuǎn)變。

三、大數(shù)據(jù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用

（一）疾病預(yù)防

大數(shù)據(jù)可以幫助研究者比之前任何時(shí)候都更了解健康影響因素。有統(tǒng)計(jì)顯示，大約只有10%到15%的健康影響因素已經(jīng)被現(xiàn)代醫(yī)學(xué)確定，而剩下的85%到90%的影響因素，包括基因、健康行為、自然和社會環(huán)境均未被確定。利用大數(shù)據(jù)，研究者可以將患者的家族病史、醫(yī)療記錄等與平日的生活習(xí)慣、飲食習(xí)慣、收入、教育等方面聯(lián)系起來，通過對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對，研究這些健康影響因素相互之間的關(guān)聯(lián)。通過對不同區(qū)域、不同年齡的人群進(jìn)行評選，篩選健康相關(guān)危險(xiǎn)因素，并制作健康監(jiān)測評估圖譜數(shù)據(jù)庫和知識庫，提出有針對性的疾病預(yù)防計(jì)劃，以促進(jìn)居民健康水平的提高，降低患病風(fēng)險(xiǎn)。這樣一來，大數(shù)據(jù)可以顯著提高醫(yī)療和健康服務(wù)，且對不同的人群提供不同的干預(yù)措施和針對性的解決方案。

大數(shù)據(jù)還可以整合和分析公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)，提高疾病預(yù)報(bào)能力，加強(qiáng)對疾病的監(jiān)測。例如，Asthmapolis公司為哮喘患者研發(fā)了一種追蹤器，記錄患者吸入器的使用，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，用來了解個(gè)人患者的疾病進(jìn)程和使用習(xí)慣。將這些數(shù)據(jù)與疾病預(yù)防中心的哮喘危險(xiǎn)因素?cái)?shù)據(jù)結(jié)合，能夠有助于醫(yī)生為患者制定更加個(gè)性化的預(yù)防、治療計(jì)劃。

（二）臨床應(yīng)用

在醫(yī)學(xué)臨床方面，大數(shù)據(jù)有著廣泛的應(yīng)用天地，包括相對療效研究、醫(yī)療資料的透明化、病人病歷的進(jìn)階分析、藥物副作用分析和遠(yuǎn)距離監(jiān)測病患。

1.相對療效研究

信息時(shí)代使得電子病歷的普及成為可能。目前，電子病歷結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)已逐漸成熟，通過大數(shù)據(jù)分析海量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，比較分析不同的干預(yù)措施的有效性。這為臨床治療決策提供了非常有用的參考信息。在醫(yī)療護(hù)理系統(tǒng)中利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)相對療效研究，將大大提高疾病診療的效率，減少過度治療以及治療不足。

2.醫(yī)療資料的透明化

大數(shù)據(jù)分析可以對不同醫(yī)院的治療費(fèi)用、治療質(zhì)量與績效進(jìn)行評估和比對，并快速呈現(xiàn)出來，讓患者一目了然。此外，大數(shù)據(jù)有望精簡業(yè)務(wù)流程，從而降低成本，提高醫(yī)療護(hù)理質(zhì)量并給患者帶來更好的就診體驗(yàn)。

3.患者病歷的進(jìn)階分析

目前，電子病歷系統(tǒng)包括三部分?jǐn)?shù)據(jù)，即電子病例數(shù)據(jù)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)和醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)。電子病歷是病人自述病癥、醫(yī)生記錄產(chǎn)生的以文字標(biāo)書為主體的數(shù)據(jù)，是一種非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)來自于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)設(shè)備，主要包括各種數(shù)據(jù)，具有標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性的特點(diǎn)，是一種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)則包括X光片、B超影像等來自醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的數(shù)據(jù)，由于這些數(shù)據(jù)以圖像為主，因此是一種非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。構(gòu)建電子病歷系統(tǒng)，可以全面掌握患者的病情演進(jìn)情況。大數(shù)據(jù)可以對海量的患者病歷和檔案進(jìn)行進(jìn)階分析，確定哪些人是某類疾病的高危感染人群，并按照不同患者的既往病史為其提供不同的治療模式和不同的預(yù)防性保健方案，才能達(dá)到最佳治療效果。

4.藥物副作用分析

在臨床用藥的過程中，藥物使用可能會引起患者的不良反應(yīng)。這種不良反應(yīng)會導(dǎo)致藥物不能發(fā)揮原本的作用，治療效果減弱，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致患者死亡，同時(shí)不合理的用藥也可能大大集中患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。來自美國的統(tǒng)計(jì)顯示，每年美國有70度萬人因?yàn)樗幬锔弊饔檬艿絺蛘咚劳?。通過對產(chǎn)生藥物副作用的患者病情進(jìn)行分析，挖掘出不同藥物的副作用可能產(chǎn)生的情況，從而提高患者疾病的治療質(zhì)量，指導(dǎo)臨床用藥，減少藥物副作用或不當(dāng)用藥對患者的傷害，并指導(dǎo)新藥研發(fā)。

5.遠(yuǎn)距離監(jiān)測病患

隨著傳感器的進(jìn)步和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，大量可穿戴設(shè)備、各類App等出現(xiàn)，能夠?qū)崟r(shí)獲取病人的健康信息。許多高血壓、心臟病、糖尿病患者在家中測量的血壓、心率、體重、血氧、吐氣流量等健康指標(biāo)和數(shù)據(jù)都可以傳回醫(yī)院或健康管理中心，給醫(yī)療人員提供診斷參考，便于給患者提供飲食和生活建議。

（三）互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)步使得在線醫(yī)療成為了可能。在互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療網(wǎng)站上，患者提供病癥相關(guān)數(shù)據(jù)，醫(yī)生根據(jù)這些病癥數(shù)據(jù)，對患者的病癥情況進(jìn)行初步判斷。該方法能夠在一定程度上環(huán)節(jié)醫(yī)療資源不足和分布不均的情況，但是無法從根本上解決這一難題。由于常常有非專業(yè)人員給出診斷答案以及缺乏詳盡的病理數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療網(wǎng)站很難得到準(zhǔn)確的醫(yī)療治療。此外，網(wǎng)絡(luò)藥房也在近年來逐漸興起。通過網(wǎng)絡(luò)藥房，患者可以購買非處方藥，或是提供醫(yī)生的處方購買處方藥，等待藥品送貨上門的。這種方式減少了患者去藥房或者醫(yī)院的時(shí)間成本，有一定的發(fā)展空間。

四、大數(shù)據(jù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的幾個(gè)關(guān)鍵問題

將大數(shù)據(jù)全面應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域中，構(gòu)建醫(yī)療大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，除了國家政府從政策層面鼓勵(lì)支持和加強(qiáng)引導(dǎo)之外，各級政府及醫(yī)院等相關(guān)機(jī)構(gòu)也需要行動(dòng)起來，積極迎接大數(shù)據(jù)。

（一）推廣電子病歷，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化采集

各級政府應(yīng)鼓勵(lì)醫(yī)院使用電子病歷。在使用電子病歷的醫(yī)院中對醫(yī)生作出一些規(guī)范性的要求，使電子病歷記錄規(guī)范。此外，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)和影像檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和存儲也需要規(guī)范，同事要建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)來分門別類的存儲這些信息。在推廣電子病歷和構(gòu)建醫(yī)療大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化十分重要，是技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問題。

（二）確保數(shù)據(jù)庫的安全性

病歷是患者的個(gè)人隱私。將這些隱私信息被轉(zhuǎn)移到線上時(shí)，應(yīng)該注意數(shù)據(jù)庫的安全性，保障患者的個(gè)人隱私。技術(shù)部門要持續(xù)更新病毒庫，定時(shí)對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，同時(shí)不斷攻克技術(shù)難關(guān)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫的安全性，確保患者隱私信息得到保障。

（三）大數(shù)據(jù)挖掘分析方法

要想真正將大數(shù)據(jù)為己所用，適當(dāng)?shù)拇髷?shù)據(jù)挖掘分析方法必不可少。大數(shù)據(jù)挖掘的核心內(nèi)容是數(shù)據(jù)的特征與屬性提取，并依據(jù)特征和屬性進(jìn)行分類。在此基礎(chǔ)上，對不同屬性的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，從而獲得有價(jià)值的信息。目前，大數(shù)據(jù)挖掘分析方法包括分類、估計(jì)、預(yù)測、聚變等。大數(shù)據(jù)相關(guān)從業(yè)人員有必要不斷學(xué)習(xí)理論知識，同時(shí)在實(shí)踐中積累大數(shù)據(jù)挖掘分析經(jīng)驗(yàn)，從而提高大數(shù)據(jù)分析能力。

五、結(jié)語

大數(shù)據(jù)分析是當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。各個(gè)領(lǐng)域都認(rèn)識到了大數(shù)據(jù)可能帶來的好處，獲得大數(shù)據(jù)并挖掘其中有價(jià)值的信息對于領(lǐng)域發(fā)展十分重要，也是未來科學(xué)發(fā)展的必然方向。在醫(yī)療領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)有著廣泛的應(yīng)用空間，可以用在包括疾病預(yù)防、臨床應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療等方面。可以說，醫(yī)療大數(shù)據(jù)是未來醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。目前，在醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)方面，我國還處于初級階段，政府、醫(yī)院及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)人員需要共同努力，才能讓大數(shù)據(jù)在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒北驥.大數(shù)據(jù)分析及其在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育.2014（7）：25-27

[2]周光華，辛英，張雅潔，胡婷，李岳峰.醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域大數(shù)據(jù)應(yīng)用探討[J].中國衛(wèi)生信息管理雜志.2013（4）：74-76

[3]王瀟，張愛迪，嚴(yán)謹(jǐn).大數(shù)據(jù)在醫(yī)療衛(wèi)生中的應(yīng)用前景[J].中國全科醫(yī)學(xué).2015（1）：102-106

[4]羅旭，劉友江.醫(yī)療大數(shù)據(jù)研究現(xiàn)狀及其臨床應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志.2015（5）：18-19