病案大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)構(gòu)建探析

趙丹陽(yáng)/遼寧大學(xué)歷史學(xué)院

姚 健/沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院心血管中心

病案是我國(guó)檔案資源的重要組成部分，是進(jìn)行醫(yī)療、教學(xué)和科研的第一手材料。隨著電子病案的普及和大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，如何打破病案存儲(chǔ)條塊分割的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)資源的廣泛整合，使病案大數(shù)據(jù)成為推動(dòng)醫(yī)學(xué)進(jìn)步的不竭信息源，為檔案學(xué)大數(shù)據(jù)研究提供扎實(shí)的落腳點(diǎn)，成為檔案界和醫(yī)學(xué)界共同面對(duì)的重要課題。構(gòu)建病案大數(shù)據(jù)信息共享平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑。

1 病案大數(shù)據(jù)的涵義

1.1 概念探析

病案大數(shù)據(jù)這一概念有廣義和狹義之分，廣義上的概念指大數(shù)據(jù)中的病案數(shù)據(jù)，即大數(shù)據(jù)中具有病案屬性的全部數(shù)據(jù)，如住院患者每日費(fèi)用清單等；狹義上的概念指病案中的大數(shù)據(jù)，即一定時(shí)空范圍內(nèi)所有（不論其來(lái)源、保管期限、載體、結(jié)構(gòu)等的差異）病案數(shù)據(jù)的集合，如同一患者在不同醫(yī)院生成的病案集合或有關(guān)某種疾病的全部病案集合。病案大數(shù)據(jù)的概念與新來(lái)源觀“將某種職能、目的、活動(dòng)、形成過(guò)程視為來(lái)源”[1]的思想具有一致性，也符合大數(shù)據(jù)時(shí)代將某主題相關(guān)信息資源最大化整合的要求。對(duì)這一概念的理解，有助于打破原先條塊分割式的病案管理體系，也為病案大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)的建設(shè)奠定理論基礎(chǔ)。

1.2 資源類型

傳統(tǒng)的病案指“關(guān)于患者在接受醫(yī)療期間所有過(guò)程情節(jié)的書面記錄與文件”[2]，如門診記錄、護(hù)理記錄、檢驗(yàn)記錄、復(fù)健記錄等。而病案大數(shù)據(jù)的概念豐富了傳統(tǒng)病案的內(nèi)涵、擴(kuò)大了傳統(tǒng)病案的外延，也使得病案大數(shù)據(jù)的資源類型得到了拓展。首先是病案數(shù)據(jù)。包括傳統(tǒng)病案所包含的各種數(shù)據(jù)和信息，此外還要求在大數(shù)據(jù)環(huán)境下對(duì)這些信息按照主題（如某種病癥）或來(lái)源（如某位病患或某個(gè)地區(qū)）進(jìn)行聚類，而非分散孤立地存儲(chǔ)。此類數(shù)據(jù)構(gòu)成了病案大數(shù)據(jù)的主體部分和關(guān)鍵內(nèi)容。

其次是病案利用與管理數(shù)據(jù)。除了傳統(tǒng)的病案數(shù)據(jù)外，病案大數(shù)據(jù)同樣關(guān)注醫(yī)護(hù)人員、醫(yī)院管理者、患者、研究人員等利用主體展開病案利用活動(dòng)或病案管理者在各種管理活動(dòng)中形成、積累的新數(shù)據(jù)或信息，此類數(shù)據(jù)對(duì)于病案大數(shù)據(jù)的科學(xué)管理、安全存儲(chǔ)和利用服務(wù)至關(guān)重要。

再次是病患背景數(shù)據(jù)。指記錄病患入院前的生活習(xí)慣、飲食習(xí)慣的數(shù)據(jù)和治療結(jié)束后跟蹤獲取的反映病患健康情況的數(shù)據(jù)等，對(duì)臨床診療、醫(yī)學(xué)研究極具參考價(jià)值。雖然傳統(tǒng)環(huán)境下對(duì)此類數(shù)據(jù)的重視程度比較低，但大數(shù)據(jù)及其相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)，使得獲取和利用此類數(shù)據(jù)成為可能，能夠?yàn)獒t(yī)療實(shí)踐和醫(yī)學(xué)研究提供更加精準(zhǔn)和全面的信息保障。

2 病案大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)的體系架構(gòu)

平臺(tái)的建設(shè)必須以需求為導(dǎo)向，才能保證其實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。為此，筆者對(duì)沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院的醫(yī)護(hù)人員、管理人員、病案管理人員等進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查與深度訪談，將他們對(duì)平臺(tái)功能的需求加以匯總，發(fā)現(xiàn)需求度最高的為安全存儲(chǔ)（90.2%）、虛擬整合（84.8%）、深度挖掘（81.3%）和無(wú)縫互聯(lián)（77.6%）。為滿足這些功能需求，大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)建設(shè)可采用如下體系架構(gòu)（如圖1）。

圖1：大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)體系架構(gòu)

2.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層

本層重點(diǎn)關(guān)注病案大數(shù)據(jù)真實(shí)性、保密性和長(zhǎng)期可讀性的維持。一是病案大數(shù)據(jù)的真實(shí)性與保密性。保障真實(shí)性是檔案管理的普遍要求，由于病案數(shù)據(jù)包含的個(gè)人隱私類信息密度更高，又具有對(duì)保密性的重點(diǎn)要求，所以平臺(tái)作為可信賴的病案資源管理系統(tǒng)必須綜合運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段，建立分級(jí)管理與訪問(wèn)控制機(jī)制，確保病案大數(shù)據(jù)在進(jìn)入系統(tǒng)后不被篡改、竊取或遺失。

二是病案大數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期可用性。資源的長(zhǎng)期可用是共享及開發(fā)利用的基礎(chǔ)保障。為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可用的目標(biāo)，在物理層面上平臺(tái)需制定完備的遷移或仿真策略，防止軟硬件環(huán)境發(fā)生變化對(duì)病案大數(shù)據(jù)可用性帶來(lái)負(fù)面影響；在語(yǔ)義層面上需要成熟的封裝策略，使病案大數(shù)據(jù)信息能夠被正確理解。

2.2 資源整合層

對(duì)相關(guān)資源進(jìn)行廣泛整合是平臺(tái)的首要任務(wù)。本層負(fù)責(zé)對(duì)病案大數(shù)據(jù)的各類異構(gòu)資源進(jìn)行虛擬化，以屏蔽底層資源的異構(gòu)性，并將病案大數(shù)據(jù)資源進(jìn)一步抽象為各類服務(wù)，從而為用戶利用提供支持。一是病案大數(shù)據(jù)信息資源的整合。進(jìn)行臨床診療或是醫(yī)學(xué)研究都需要病案信息作為支撐和保障，為了將病案的信息保障力度發(fā)揮到最大化，需要打破不同醫(yī)院的界限，盡可能廣泛地整合醫(yī)療活動(dòng)過(guò)程中形成的文字、符號(hào)、圖表、影像、切片等資料。

二是高性能設(shè)施的整合。隨著醫(yī)療信息化、電子化進(jìn)程的推進(jìn)，遠(yuǎn)程診療已成為可能。共享平臺(tái)在整合病案大數(shù)據(jù)信息資源之外，也需要注重對(duì)高性能診療設(shè)施進(jìn)行虛擬整合，如將需檢查的樣本進(jìn)行數(shù)字化加工后發(fā)送給擁有專門診察設(shè)備的機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，以彌合因醫(yī)院規(guī)模和經(jīng)濟(jì)實(shí)力不同造成的診斷能力和治療水平上的差異。

本研究利用OAI-PMH協(xié)議完成整合功能[3]。由數(shù)據(jù)提供者利用元數(shù)據(jù)整合各類資源，并通過(guò)OAI-PMH協(xié)議與服務(wù)提供者交互，同時(shí)注冊(cè)資源；再由服務(wù)提供者結(jié)合資源注冊(cè)建立索引分類，通過(guò)各類通信協(xié)議供本層利用。

2.3 應(yīng)用服務(wù)層

病案大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)可提供有針對(duì)性的特色服務(wù)，以突出核心競(jìng)爭(zhēng)力。一是服務(wù)醫(yī)學(xué)研究創(chuàng)新。通過(guò)文獻(xiàn)分析完成知識(shí)發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新，這在醫(yī)學(xué)界有著傳統(tǒng)和成功經(jīng)驗(yàn)，如食用魚油會(huì)對(duì)雷諾氏癥患者有益、鎂缺乏可引起偏頭痛等結(jié)論，都是先通過(guò)文獻(xiàn)分析進(jìn)行假設(shè)，再通過(guò)臨床試驗(yàn)加以驗(yàn)證的[4]。因此在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，充分利用數(shù)據(jù)挖掘軟件，從相關(guān)病案信息中挖掘新的醫(yī)學(xué)知識(shí)或診療方法等，無(wú)疑是平臺(tái)的基礎(chǔ)和核心功能。

二是服務(wù)醫(yī)院管理決策。服務(wù)醫(yī)院管理決策是管理人員對(duì)平臺(tái)的核心訴求，真實(shí)準(zhǔn)確的一手?jǐn)?shù)據(jù)是醫(yī)院制定管理決策的基礎(chǔ)。應(yīng)用可視化軟件對(duì)病案大數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，可以掌握患者就診的時(shí)間分布規(guī)律、藥品的庫(kù)存與流通情況、床位的利用率、設(shè)備的使用率和投入產(chǎn)出比等，從而幫助醫(yī)院管理層實(shí)時(shí)掌控醫(yī)院運(yùn)營(yíng)情況，并及時(shí)做出正確決策。

三是拓展商業(yè)應(yīng)用服務(wù)。醫(yī)院可利用廣泛集成的病案數(shù)據(jù)向患者提供增值性、個(gè)性化的服務(wù)，如在日常保健、起居飲食、健身鍛煉、康復(fù)訓(xùn)練等方面提供有償指導(dǎo)，這樣一方面用醫(yī)療知識(shí)服務(wù)社會(huì)公眾獲得社會(huì)效益，另一方面能為醫(yī)院創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面，本研究擬使用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中的服務(wù)工廠模式[5]，由其負(fù)責(zé)服務(wù)的注冊(cè)、公開各項(xiàng)服務(wù)接口以為用戶訪問(wèn)提供方便，并根據(jù)用戶利用需求查找與調(diào)用各項(xiàng)服務(wù)。需要建立服務(wù)工廠利用Web service技術(shù)，將平臺(tái)內(nèi)的所有服務(wù)分別封裝并設(shè)計(jì)接口，經(jīng)描述后注冊(cè)到服務(wù)目錄中，再對(duì)外發(fā)布。利用中先查詢服務(wù)目錄，確定后通過(guò)服務(wù)接口獲取服務(wù)。

2.4 交互溝通層

本層主要負(fù)責(zé)平臺(tái)與外界之間或平臺(tái)內(nèi)部的互聯(lián)互通。一方面，平臺(tái)的最終目的是實(shí)現(xiàn)分散異構(gòu)的病案大數(shù)據(jù)資源的共享與開發(fā)，為此平臺(tái)建設(shè)不應(yīng)摒棄現(xiàn)有成果，需要在廣泛匯集各機(jī)構(gòu)電子病案數(shù)據(jù)庫(kù)、醫(yī)院管理系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)站、醫(yī)學(xué)論壇等基礎(chǔ)上，對(duì)全社會(huì)范圍內(nèi)的信息資源平臺(tái)、信息發(fā)布平臺(tái)、社交媒體平臺(tái)及信息服務(wù)平臺(tái)等加以擇優(yōu)整合，充分發(fā)揮不同來(lái)源的病案信息價(jià)值以及不同功能平臺(tái)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)分工協(xié)作、無(wú)縫互通，達(dá)到最優(yōu)的整體效果。

另一方面，醫(yī)療人員所具備的隱性知識(shí)，如經(jīng)驗(yàn)、直覺(jué)等，具有非凡價(jià)值，而這種隱性知識(shí)必須通過(guò)人與人的交流才能轉(zhuǎn)化為顯性知識(shí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的創(chuàng)新。所以，平臺(tái)應(yīng)為用戶提供一個(gè)無(wú)縫溝通的虛擬空間，鼓勵(lì)用戶就病案利用中的具體問(wèn)題進(jìn)行充分溝通交流，激發(fā)創(chuàng)新火花。

3 病案大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)的建設(shè)策略

3.1 展開大數(shù)據(jù)理念“本地化”移植

第一，關(guān)注病案大數(shù)據(jù)間的業(yè)務(wù)背景聯(lián)系。大數(shù)據(jù)的核心理念之一是通過(guò)大量數(shù)據(jù)間的聯(lián)系發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，因此在平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中應(yīng)該摒棄以往按照不同醫(yī)院或科室整合病案信息的做法，著重獲取并保存病案大數(shù)據(jù)信息間的業(yè)務(wù)聯(lián)系?？梢詰?yīng)用元數(shù)據(jù)對(duì)來(lái)源于同一患者的病案、相同醫(yī)生的病案、采用同一療法的病案或同種疾病的病案加以標(biāo)注，并保證這些元數(shù)據(jù)與其對(duì)應(yīng)病案間的聯(lián)系得到長(zhǎng)期妥善保存，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)知識(shí)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘的要求。

第二，關(guān)注病案大數(shù)據(jù)的全面性。大數(shù)據(jù)的價(jià)值取向并不在于盲目地追求數(shù)據(jù)擁有量的龐大，而是掌握某一主題下的全部相關(guān)數(shù)據(jù)。所以大數(shù)據(jù)的本質(zhì)并不是“大”，而是“全”[6]。因此，實(shí)踐中應(yīng)該借助病案大數(shù)據(jù)間的業(yè)務(wù)背景聯(lián)系全面收集相關(guān)病案數(shù)據(jù)，以充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的價(jià)值，為提供更精確、更準(zhǔn)確的信息服務(wù)打好基礎(chǔ)。

第三，關(guān)注核心病案大數(shù)據(jù)資源。一般來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總量大，核心的、真正具有重要價(jià)值的數(shù)據(jù)少，因此具有“價(jià)值密度低”的特點(diǎn)。在平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)先收集重點(diǎn)的、核心的信息數(shù)據(jù)，如關(guān)鍵人物或典型病例的病案信息、大規(guī)模流行性疾病的病案信息等，并重點(diǎn)提供利用，從而在最短時(shí)間內(nèi)最大限度地發(fā)揮平臺(tái)價(jià)值。

3.2 綜合應(yīng)用尖端技術(shù)

平臺(tái)的建設(shè)和有效運(yùn)行需要大數(shù)據(jù)、SOA、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的綜合應(yīng)用。在底層，憑借云存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)病案大數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)與互聯(lián)互通，完成資源的虛擬化整合，同時(shí)以PaaS打造公共應(yīng)用支撐平臺(tái)。在數(shù)據(jù)采集端，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)感知患者關(guān)鍵體征變化，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集。在中間層，以SOA架構(gòu)構(gòu)造靈活、動(dòng)態(tài)、隨需應(yīng)變的服務(wù)組配與創(chuàng)建機(jī)制。在服務(wù)層，以大數(shù)據(jù)技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)知識(shí)發(fā)現(xiàn)、疫情預(yù)警等核心功能的保證；以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高平臺(tái)服務(wù)的便捷性，并促進(jìn)其普及與推廣。在加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，不能忽視技術(shù)管理能力的培養(yǎng)。應(yīng)建立完備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)政策、訪問(wèn)控制制度等安全保障策略，切實(shí)防止技術(shù)濫用等給平臺(tái)帶來(lái)的危害。

3.3 借力現(xiàn)有基礎(chǔ)

一方面，電子病案的長(zhǎng)期形成和積累為病案大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)的建設(shè)提供了有力保障，因此平臺(tái)無(wú)需“另起爐灶”完成從無(wú)到有的過(guò)程，只需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上依照病案大數(shù)據(jù)涵蓋的內(nèi)容，進(jìn)一步擴(kuò)大資源的收集與存儲(chǔ)范圍，實(shí)現(xiàn)資源建設(shè)的全面性。另一方面，可借助醫(yī)院網(wǎng)站、報(bào)紙、廣播電視等傳統(tǒng)媒體宣傳平臺(tái)的功能及建設(shè)成就，擴(kuò)大影響力；還可利用新媒體吸引更多關(guān)注，以及提供泛在化、個(gè)性化的信息服務(wù)。

3.4 完善體制保障

目前，病案大多存儲(chǔ)在生成機(jī)構(gòu)，格式不一、管理質(zhì)量參差不齊、利用限制過(guò)多等問(wèn)題嚴(yán)重制約了病案信息在大數(shù)據(jù)時(shí)代的價(jià)值實(shí)現(xiàn)。因此，平臺(tái)建設(shè)亟需完善當(dāng)前的病案管理體制，變各自為政的分散管理為集中控制、統(tǒng)一管理，這樣既能掃清病案大數(shù)據(jù)資源整合的障礙，也有利于實(shí)現(xiàn)平臺(tái)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化。具體管理和存儲(chǔ)的職責(zé)可由疾控中心承擔(dān)，或者在衛(wèi)生部領(lǐng)導(dǎo)下設(shè)置第三方機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。在實(shí)踐運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，可采取特許經(jīng)營(yíng)或外包的方式引入社會(huì)力量，既能保證政府掌控敏感數(shù)據(jù)，又能彌補(bǔ)技術(shù)或人員的不足，達(dá)到建設(shè)效果最優(yōu)化。

4 結(jié)語(yǔ)

病案大數(shù)據(jù)的概念相較于傳統(tǒng)病案的概念，其外延得以擴(kuò)大、內(nèi)涵更加豐富，所涵蓋的資源類型也更加多樣。關(guān)于病案大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)存儲(chǔ)、整合、挖掘和溝通方面的需求來(lái)源于實(shí)踐，充分反映了平臺(tái)各方參與者的迫切需要。以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、資源整合層、應(yīng)用服務(wù)層和交流溝通層4級(jí)體系為架構(gòu)建立病案大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)，能夠較好地滿足以上需求；而采用轉(zhuǎn)變理念、應(yīng)用技術(shù)、借助現(xiàn)有基礎(chǔ)和完善保障制度等策略，能夠確保平臺(tái)的建設(shè)符合大數(shù)據(jù)的核心理念，保障建設(shè)過(guò)程中少走彎路，以最小的投入獲取最大的效果。

本文是國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“非結(jié)構(gòu)化電子文件管理研究”（16BTQ089）的研究成果。

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