醫(yī)療大數(shù)據(jù)在臨床科研中的應(yīng)用探討

■ 王海星 張 靚 楊志清 郭燕青 郭玲玲 齊 昊

伴隨《關(guān)于促進(jìn)和規(guī)范健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等政策文件的發(fā)布，我國(guó)醫(yī)療大數(shù)據(jù)開(kāi)放共享和深度應(yīng)用不斷推進(jìn)。醫(yī)院作為醫(yī)療行業(yè)的重要載體，時(shí)刻都在產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為醫(yī)院能否快速發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力[1]。近年來(lái)，國(guó)家和醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)信息化建設(shè)的重視程度不斷提高，投入力度不斷加大，醫(yī)院信息系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化水平快速提升。醫(yī)院數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累，為促進(jìn)醫(yī)學(xué)人工智能發(fā)展、助力臨床科研應(yīng)用、促進(jìn)醫(yī)院現(xiàn)代化管理匯集了豐富且有價(jià)值的資源。

在政策與技術(shù)的雙重驅(qū)動(dòng)下，將信息技術(shù)與臨床業(yè)務(wù)深度融合，深入推進(jìn)醫(yī)療數(shù)據(jù)在臨床科研中的應(yīng)用，能夠充分挖掘醫(yī)療數(shù)據(jù)價(jià)值，發(fā)揮醫(yī)療數(shù)據(jù)在輔助臨床診斷、拓展科研思路、提高科研效率方面的作用，強(qiáng)化醫(yī)院數(shù)據(jù)治理能力。

1 醫(yī)療大數(shù)據(jù)在臨床科研中的應(yīng)用場(chǎng)景

在傳統(tǒng)的臨床研究模式下，無(wú)論是提出科學(xué)問(wèn)題，還是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理分析、結(jié)果驗(yàn)證，都是一項(xiàng)耗費(fèi)大量人力、財(cái)力和時(shí)間的工作，嚴(yán)重制約臨床科研成果的產(chǎn)出效率。

在大數(shù)據(jù)背景下，云計(jì)算、分布式存儲(chǔ)、自然語(yǔ)言處理等大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)日趨成熟。以電子病歷數(shù)據(jù)為主的醫(yī)療大數(shù)據(jù)規(guī)范應(yīng)用，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘、智能化分析方法，為臨床科研有效建立了基于真實(shí)世界數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的科研思路和科研方法；以數(shù)據(jù)為重點(diǎn)賦能臨床和管理決策，醫(yī)療大數(shù)據(jù)在臨床科研中的應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富。

1.1 探索疾病關(guān)聯(lián)關(guān)系

多學(xué)科、多維度數(shù)據(jù)是患者健康信息的主要特點(diǎn)，將離散的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與規(guī)范化，對(duì)大量、關(guān)聯(lián)性的疾病數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，建立疾病、癥狀、診斷、用藥、手術(shù)、檢查、檢驗(yàn)之間的相關(guān)關(guān)系，形成知識(shí)圖譜，可以探索疾病的關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)行診療效果比較、合并用藥研究、疾病特征和患者分析，有利于加深對(duì)疾病的了解，拓展科研發(fā)現(xiàn)，輔助臨床診斷。

1.2 進(jìn)行臨床預(yù)測(cè)

醫(yī)療大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)在于有大量的真實(shí)世界數(shù)據(jù)用于模型建立及臨床預(yù)測(cè)。例如，通過(guò)統(tǒng)計(jì)和展示各類(lèi)疾病的癥狀，監(jiān)控疾病治療效果，監(jiān)控疾病的區(qū)域發(fā)病趨勢(shì)，對(duì)疾病的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為疾病的精準(zhǔn)判斷和治療提供證據(jù)。

1.3 建立醫(yī)療質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)估

數(shù)據(jù)可滿足橫向可比及向縱深細(xì)化，通過(guò)對(duì)醫(yī)院臨床和運(yùn)行數(shù)據(jù)的綜合挖掘和分析，發(fā)現(xiàn)醫(yī)療質(zhì)量問(wèn)題的真相，準(zhǔn)確定位原因和指導(dǎo)改進(jìn)[2]。通過(guò)關(guān)聯(lián)患者歷史健康數(shù)據(jù)、檢查治療數(shù)據(jù)、治療結(jié)局?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)診療過(guò)程進(jìn)行全流程、閉環(huán)管理，對(duì)比不同疾病癥狀的用藥、治療效果，為進(jìn)行臨床診療效果比較、精細(xì)化治療提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，伴隨數(shù)據(jù)的積累、利用，有助于進(jìn)一步提升醫(yī)療質(zhì)量。

1.4 助力專(zhuān)科疾病研究

搭建專(zhuān)科疾病數(shù)據(jù)庫(kù)一直是科室、醫(yī)院乃至國(guó)家層面的重要需求[3]。在醫(yī)療大數(shù)據(jù)科研平臺(tái)基礎(chǔ)上，搭建專(zhuān)科疾病數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠幫助專(zhuān)科疾病的科研設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集、既往成果查詢(xún)、跨科室跨醫(yī)院協(xié)作等科研流程的實(shí)現(xiàn)，使專(zhuān)科疾病相關(guān)的檢查檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、隨訪數(shù)據(jù)、CRF表單等數(shù)據(jù)得到快速收集和高效利用。通過(guò)建立專(zhuān)科疾病數(shù)據(jù)庫(kù)，大大節(jié)約了開(kāi)展臨床科研的人力成本，縮短了科研數(shù)據(jù)的獲得周期，可以幫助醫(yī)生確定最佳治療方案。

2 醫(yī)療大數(shù)據(jù)在臨床科研中應(yīng)用的挑戰(zhàn)

2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化水平低

目前醫(yī)院信息系統(tǒng)中臨床數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分散、缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)不完整、存在非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等問(wèn)題造成臨床研究者在科研實(shí)踐中獲取數(shù)據(jù)時(shí)存在種種困難[4]。

醫(yī)療行業(yè)的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出多源異構(gòu)的特點(diǎn)，這使得數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題在醫(yī)療行業(yè)表現(xiàn)得尤為突出[5]。盡管大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)提取、清洗、應(yīng)用技術(shù)快速發(fā)展，但是由于臨床科研工作中數(shù)據(jù)需求的特殊性對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率的高度要求，非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息利用仍然是一個(gè)難題[6]。如何將電子病歷中的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為機(jī)器可以識(shí)別的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，是在臨床科研中發(fā)揮大數(shù)據(jù)分析效能、促進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)方法在臨床科研中應(yīng)用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.2 醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用存在數(shù)據(jù)隱私挑戰(zhàn)

醫(yī)療大數(shù)據(jù)涉及個(gè)人隱私信息眾多，如不采取充分的隱私保護(hù)措施，將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用和治理帶來(lái)諸多潛在風(fēng)險(xiǎn)，如數(shù)據(jù)的非法流通、信息丟失、造成患者歧視等。由于醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景繁多，數(shù)據(jù)隱私的關(guān)鍵問(wèn)題也不盡相同，數(shù)據(jù)隱私的挑戰(zhàn)持續(xù)存在。

如何在建立有效應(yīng)用場(chǎng)景、開(kāi)放數(shù)據(jù)使用的環(huán)境下避免隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)，是未來(lái)醫(yī)療大數(shù)據(jù)管理和法律法規(guī)制定需要解決的重要問(wèn)題。

2.3 數(shù)據(jù)應(yīng)用能力薄弱

醫(yī)療大數(shù)據(jù)在臨床科研中的應(yīng)用能力薄弱，一方面是由于缺乏有效的數(shù)據(jù)分析工具，另一方面是由于缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)分析人才。

傳統(tǒng)的手工數(shù)據(jù)錄入與統(tǒng)計(jì)軟件結(jié)合的數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)于數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性研究、預(yù)測(cè)研究能力有限，嚴(yán)重制約了醫(yī)療大數(shù)據(jù)的價(jià)值體現(xiàn)。而在數(shù)據(jù)分析模型、工具的開(kāi)發(fā)上，普通的醫(yī)療機(jī)構(gòu)又存在復(fù)合型人才不足的問(wèn)題。因此造成了大量醫(yī)療數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)揮其臨床科研價(jià)值，應(yīng)用能力問(wèn)題尚需解決。

2.4 數(shù)據(jù)的深度挖掘不夠

醫(yī)療大數(shù)據(jù)是臨床科研的寶貴資源，其對(duì)于臨床科研的價(jià)值，不僅僅是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，更重要的是通過(guò)數(shù)據(jù)的篩選和挖掘，協(xié)助科研觀點(diǎn)的產(chǎn)生、科研方法的設(shè)計(jì)、科研過(guò)程的實(shí)施和科研結(jié)果的驗(yàn)證，得出對(duì)實(shí)踐更有指導(dǎo)意義的結(jié)論。

但由于數(shù)據(jù)的深度挖掘不足，醫(yī)療大數(shù)據(jù)在指導(dǎo)臨床診療、疾病預(yù)測(cè)、用藥監(jiān)測(cè)、智能模型優(yōu)化等方面的價(jià)值還未完全發(fā)揮。因此，基于海量醫(yī)療數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)和分析處理能力不足，制約著醫(yī)療大數(shù)據(jù)在臨床科研中的應(yīng)用。

3 醫(yī)院大數(shù)據(jù)在臨床科研中的應(yīng)用建議

臨床科研能力是提高醫(yī)院核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要環(huán)節(jié)，是推動(dòng)醫(yī)院學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵。加強(qiáng)醫(yī)院大數(shù)據(jù)在臨床科研中的應(yīng)用，應(yīng)從信息平臺(tái)的頂層設(shè)計(jì)、人才隊(duì)伍建設(shè)、科研協(xié)作、數(shù)據(jù)使用機(jī)制建設(shè)等方面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。

3.1 建立醫(yī)療大數(shù)據(jù)科研應(yīng)用平臺(tái)

醫(yī)院臨床數(shù)據(jù)中心建設(shè)重點(diǎn)是建設(shè)醫(yī)療大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)[7]。醫(yī)療大數(shù)據(jù)科研應(yīng)用平臺(tái)的建立，為解決數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)深度挖掘、開(kāi)展單中心/多中心臨床研究等問(wèn)題提供了有效途徑。

研究顯示，大數(shù)據(jù)科研分析平臺(tái)在臨床研究中的多個(gè)環(huán)節(jié)都起到了切實(shí)有效的輔助作用，縮短了試驗(yàn)周期，降低了研究成本[8]。醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)需從數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)采集層、大數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用集市4個(gè)方面進(jìn)行規(guī)劃[2]，融合人工智能的分析技術(shù)，從提升數(shù)據(jù)質(zhì)量的基礎(chǔ)層面，到靈活運(yùn)用多種統(tǒng)計(jì)分析工具，方便科研病歷檢索，建成隨訪系統(tǒng)，提升科研成果質(zhì)量，解決當(dāng)前對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)處理能力不足的難題，建立一體化的臨床科研體系，提升臨床決策水平。

3.2 建設(shè)醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析人才隊(duì)伍

醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)以多種方式培養(yǎng)和吸引大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)、醫(yī)學(xué)復(fù)合型人才，與高校、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)加強(qiáng)人才培養(yǎng)和技術(shù)應(yīng)用合作，擴(kuò)大醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)應(yīng)用人才隊(duì)伍，彌補(bǔ)醫(yī)生在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等方面的能力不足問(wèn)題，為臨床科研提供技術(shù)支撐。完善醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)分析人才隊(duì)伍建設(shè)機(jī)制，將其納入醫(yī)院數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)劃，促進(jìn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析人才隊(duì)伍建設(shè)。

3.3 開(kāi)展聯(lián)盟科研協(xié)作

開(kāi)展以醫(yī)療大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的單中心/多中心的科研協(xié)作，為疾病的篩查、診斷、治療提供證據(jù)支持，為科研服務(wù)提供全面、規(guī)范化的數(shù)據(jù)支持。此外，醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用可滿足獲取多學(xué)科信息的需求，對(duì)支持專(zhuān)科規(guī)范化診療具有重要意義，在專(zhuān)病庫(kù)建設(shè)、專(zhuān)科診療方面也具有良好的推廣價(jià)值。

未來(lái)，醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用還可延伸到跨院、跨區(qū)域的臨床科研協(xié)作，在數(shù)據(jù)安全保障的前提下，拓展單中心、多中心、專(zhuān)病臨床科研范圍，更好地促進(jìn)科研成果產(chǎn)出。

3.4 建立醫(yī)院合理、合規(guī)數(shù)據(jù)利用的機(jī)制和流程

目前，國(guó)家衛(wèi)生健康委已發(fā)布《國(guó)家健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、安全和服務(wù)管理辦法（試行）》，從國(guó)家戰(zhàn)略層面促進(jìn)健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)的規(guī)范管理和開(kāi)發(fā)利用[9]。伴隨臨床科研對(duì)數(shù)據(jù)的需求量持續(xù)增大，醫(yī)療大數(shù)據(jù)的合理規(guī)范使用是保障數(shù)據(jù)安全、保護(hù)患者隱私、維護(hù)醫(yī)療大數(shù)據(jù)行業(yè)秩序的重要內(nèi)容。

為此，在借鑒國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，醫(yī)院需補(bǔ)充完善大數(shù)據(jù)管理制度，數(shù)據(jù)合理規(guī)范利用機(jī)制和數(shù)據(jù)申請(qǐng)流程，確保醫(yī)療大數(shù)據(jù)在臨床科研中的合理、有序應(yīng)用。