大數(shù)據(jù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用探索與思考

盛春華,林雪平,陳貴錢浙江省榮軍醫(yī)院科教科;嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院,浙江 嘉興 3400

在信息化大爆炸的時代,信息產(chǎn)生的速度與日俱增,全世界信息海量產(chǎn)出,如今的信息量比1999年15億左右的消息產(chǎn)量多一倍有余。大數(shù)據(jù)搜索和思維也達(dá)到新的高度。每天工業(yè)都在產(chǎn)出大數(shù)據(jù),多數(shù)工業(yè)已開始利用大規(guī)模數(shù)據(jù)分析并發(fā)掘出新的價值,大數(shù)據(jù)帶來的信息化也在改變醫(yī)學(xué)教育和醫(yī)藥的生態(tài)系統(tǒng)。生物醫(yī)學(xué)和健康信息教育項(xiàng)目正逐步納入大數(shù)據(jù)概念,以大數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的環(huán)境也將影響教育、教學(xué),更好地服務(wù)于學(xué)校教學(xué)評估和教育優(yōu)化等。

1 大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

大數(shù)據(jù)美其名曰指其數(shù)據(jù)量之大,并在邏輯上為數(shù)據(jù)操作和管理帶來挑戰(zhàn),超過正常軟件所進(jìn)行的分析、儲存、管理和捕獲。大數(shù)據(jù)管理通常指其容量、多樣性、準(zhǔn)確性和速度。早期并沒有合適的軟件可處理和操作大量的數(shù)據(jù),如今已可根據(jù)群體數(shù)據(jù)分析判斷其趨勢和類型,產(chǎn)生新的信息間聯(lián)系。大數(shù)據(jù)的基本問題:一是測量什么指標(biāo);二是數(shù)據(jù)如何收集。大數(shù)據(jù)本身也有潛在的問題,如每個個體、集團(tuán)和組織如何使用和分享數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)中產(chǎn)生的信息如何影響部分群體、數(shù)據(jù)的安全性和真實(shí)性問題、數(shù)據(jù)背后的隱私保護(hù)問題等。在大數(shù)據(jù)平臺中,如何最大程度的標(biāo)準(zhǔn)化從而惠及大眾是當(dāng)下亟待解決的挑戰(zhàn)。

2 大數(shù)據(jù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 教學(xué)方面

醫(yī)學(xué)教育需要大數(shù)據(jù)思維,包括本科生、研究生、實(shí)際的應(yīng)用者、教職人員、行政人員等均需接受大數(shù)據(jù)思維的培訓(xùn),從而縮短理論與實(shí)踐以及程序開發(fā)者間的距離。詮釋和分析這些數(shù)據(jù)的能力對臨床醫(yī)師和高校教育模式探索均十分重要,有利于產(chǎn)生更多個性化的教育模式、臨床問診模式從而可強(qiáng)化對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的實(shí)踐。

無論國內(nèi)還是國外,適應(yīng)性學(xué)習(xí)平臺(adaptive learning platforms)越來越受到歡迎,大量學(xué)生參與平臺上的學(xué)習(xí),這也是一種基于大數(shù)據(jù)為中心的醫(yī)學(xué)教育模式的探索,可有效促使適應(yīng)性學(xué)習(xí)平臺的構(gòu)建并評估其效果[1]。此外,利用醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)平臺可修正教學(xué),對整個醫(yī)學(xué)教材和操作提供前瞻性和綜合性的考察,從而評估和優(yōu)化教學(xué)方法,包括修正必修課程的方式或內(nèi)容等,而這些整合涉及到學(xué)生、教職人員、臨床患者等各方信息,從而達(dá)到審查教學(xué)方法及臨床實(shí)踐效果。在校園里,針對大數(shù)據(jù)的訓(xùn)練已是一項(xiàng)主要的課題,如在紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院,大一、大二的醫(yī)學(xué)生需做一份有關(guān)醫(yī)療衛(wèi)生的課題數(shù)據(jù)分析,這些數(shù)據(jù)庫包括年齡、種群、倫理、診斷、程序以及付款方式等。學(xué)生使用一些工具來展示這些數(shù)據(jù),如心臟衰竭、高血壓及糖尿病的質(zhì)量控制和診斷等,然后依次分類并構(gòu)建新的亞類別。同時,可以不同的角度來審查醫(yī)療操作的規(guī)范性,基于大數(shù)據(jù)對疾病預(yù)防提供參考數(shù)值,構(gòu)建醫(yī)藥預(yù)警機(jī)制并跟蹤實(shí)際操作中的應(yīng)用情況等。

當(dāng)前全球大數(shù)據(jù)背景下,在醫(yī)學(xué)教育體系中,教職人員均需接受大數(shù)據(jù)的培訓(xùn),進(jìn)行資源和交流渠道的開發(fā)和構(gòu)建。其次,當(dāng)下醫(yī)學(xué)教育仍只關(guān)注單一學(xué)科訓(xùn)練,單一學(xué)科很難培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)間合作,以多學(xué)科大數(shù)據(jù)為主導(dǎo)的研究將是臨床醫(yī)學(xué)教育和研究的必然?；诖髷?shù)據(jù)為中心的整合學(xué)習(xí)可培養(yǎng)多領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析方面的專家或科學(xué)家[2]。以大數(shù)據(jù)為理念的課程框架須整合到現(xiàn)有的課程系統(tǒng)[3],不僅是醫(yī)學(xué)教育,整個生命科學(xué)的研究進(jìn)程中,大數(shù)據(jù)的挖掘和使用,包括高通量測序技術(shù)、大規(guī)模數(shù)據(jù)和基于云數(shù)據(jù)的計算系統(tǒng)都在改變生物學(xué)的運(yùn)算方式,并揭示新的生物特征。整合大規(guī)模數(shù)據(jù)庫的計算分析已是醫(yī)學(xué)和分子生物學(xué)的基本元素[4]。

2.2 醫(yī)療方面

在醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng),大數(shù)據(jù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)收集具有很多價值。如電子醫(yī)療記錄可產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量。醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室、保險公司和醫(yī)藥巨頭均在收集有關(guān)保健、消費(fèi)、疾病、藥物使用等有關(guān)數(shù)據(jù),并存儲起來加以分析,從而產(chǎn)生出一種新的趨勢、類別、疾病處方、遺傳信息等,這些信息極有價值。此外,特殊群體的大數(shù)據(jù)構(gòu)建,如眾多的糖尿病患者使用移動設(shè)備(如手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和社交網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行相互間的溝通,進(jìn)行信息分享或搜索信息從而形成特異群體的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)[5]。這些數(shù)據(jù)對于公共醫(yī)療保健而言具有深遠(yuǎn)影響,可輔助醫(yī)療保健的決策、計劃、藥物并對其進(jìn)行有效性分析。此外,大數(shù)據(jù)可產(chǎn)生醫(yī)藥處方與疾病間的內(nèi)在聯(lián)系,包括醫(yī)藥衛(wèi)生模式、促銷方式、評估消費(fèi)能力及優(yōu)化服務(wù)質(zhì)量等。保險公司利用大數(shù)據(jù)分析和風(fēng)險收集來評估醫(yī)療糾紛從而優(yōu)化全球醫(yī)療保單,而這種趨勢日趨明朗。如美國健康和人類服務(wù)部發(fā)布一個歷史性的政策,即增加美國醫(yī)療保健系統(tǒng)的透明,這涉及眾多患者、醫(yī)師及醫(yī)療相關(guān)信息的大數(shù)據(jù)分享[6],將對未來的醫(yī)藥衛(wèi)生生態(tài)系統(tǒng)帶來新的改變。

整合大數(shù)據(jù)需要公眾和私體雙方的相互合作。大數(shù)據(jù)亦涉及到隱私、安全性、數(shù)據(jù)的倫理和保護(hù)等問題。比如很多基于患者的電子數(shù)據(jù)大多未得到正式的授權(quán),即使很多醫(yī)療系統(tǒng)進(jìn)行了匿名化處理,但依然存在潛在風(fēng)險。面對海量的不同類別的數(shù)據(jù)量,對研發(fā)相關(guān)電子產(chǎn)品提出了新要求,以適應(yīng)對復(fù)雜而有競爭力的大數(shù)據(jù)及其邏輯方式[7]。

2.3 管理方面

隨著不同國家都在邁向整合醫(yī)療體系,大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)是恰當(dāng)好處。我國更是將大數(shù)據(jù)上升為國家戰(zhàn)略。隨之而來的信息化平臺構(gòu)建和發(fā)展將為此提供新的管理模式,比如在整合醫(yī)療體系中關(guān)聯(lián)不同水平的管理、協(xié)調(diào)服務(wù)并鼓勵臨床專業(yè)機(jī)構(gòu)間的合作。同時,整合醫(yī)療體系關(guān)注網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、不同組織間的協(xié)調(diào)和運(yùn)輸,其基本方法就是信息分享,包括質(zhì)量、費(fèi)用、個體服務(wù)效果等;也包括不同信息和相關(guān)技術(shù)的關(guān)聯(lián)程度。而不同國家的不同社區(qū)均可基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建一種新的合作關(guān)系,比如利用計算機(jī)系統(tǒng)可使心電科專家解讀患者的心電圖及相關(guān)影像,從而對院前、住院中和出院后的患者進(jìn)行遠(yuǎn)程問詢和跟蹤。同時,隨著云計算系統(tǒng)和手機(jī)系統(tǒng)的普遍使用,大數(shù)據(jù)方便存儲、轉(zhuǎn)移、提取,醫(yī)療文件的遠(yuǎn)程管理均成為可能。未來,集中的心電圖和影像會形成一種新的全球大數(shù)據(jù)平臺,而這可用于構(gòu)建一種電子問診項(xiàng)目,從而幫助現(xiàn)場患者進(jìn)行會診。大數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建將對遠(yuǎn)程會診帶來便利、易于操作、費(fèi)用低,更重要的是這些服務(wù)會增加全球間合作從而促進(jìn)臨床實(shí)踐、教育和科學(xué)研究[8]。

利用新的前沿學(xué)科產(chǎn)生大數(shù)據(jù)和分析大數(shù)據(jù)已是一種趨勢,這種趨勢在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)間逐漸轉(zhuǎn)化,包括高通量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、交叉教育和多學(xué)科交叉、數(shù)據(jù)存儲和處理、數(shù)據(jù)整合和注釋、個體及全球經(jīng)濟(jì)的相關(guān)性過程中,大數(shù)據(jù)的發(fā)展將有助于全球精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用和新的健康管理模式的出現(xiàn)[9]。

3 展望

醫(yī)學(xué)教育及醫(yī)藥衛(wèi)生的發(fā)展涉及每個個體,大數(shù)據(jù)及其搜索越快,大數(shù)據(jù)平臺的競爭力越強(qiáng)。大數(shù)據(jù)潛在的很多價值仍有待發(fā)掘。盡管在海量的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論并非易事,但只要在合適系統(tǒng)上進(jìn)行有效投資,在技術(shù)和人力方面獲得關(guān)鍵突破,可以預(yù)見未來大數(shù)據(jù)分析、可視化、人工智能化帶來的在醫(yī)學(xué)醫(yī)療及生活上的便利和改變都值得期待,尤其是越來越多的國家都致力于國家間的聯(lián)系和智能化發(fā)展,我國已將大數(shù)據(jù)上升為國家戰(zhàn)略,面對國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略需求,生物醫(yī)學(xué)教育和醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)以及健康信息教育項(xiàng)目須納入大數(shù)據(jù)理念,將潛在的技術(shù)整合入課程,而新課程框架下的醫(yī)學(xué)教育體系將培養(yǎng)和關(guān)注大數(shù)據(jù)如何在未來改變我們考慮商業(yè)、健康、教育、創(chuàng)新和管理模式。