口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺構建研究

毛瑋

摘要：為了充分挖掘和利用口腔診療過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，提出構建穩(wěn)定、高效的口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)不同來源數(shù)據(jù)之間的共享和應用。從口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺的安全體系建設、硬件平臺建設、數(shù)據(jù)接入范圍以及數(shù)據(jù)接入方式的選擇等方面進行分析，研究了平臺的總體架構、需求目標和建設要點。口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺能夠在口腔臨床、醫(yī)學研究、醫(yī)院管理、患者服務等方面發(fā)揮重要作用。

關鍵詞：醫(yī)療大數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)挖掘;數(shù)據(jù)治理;醫(yī)院信息化

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8228（2020）07-115-04

0引言

隨著科技的飛速發(fā)展，信息技術在各行業(yè)中的應用也不斷得到創(chuàng)新與融合，健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)作為戰(zhàn)略性的資源，在提升醫(yī)療服務質(zhì)量、提高患者滿意度、服務臨床及科研等方面的作用越來越明顯。國務院于2016年發(fā)布了有關健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)應用發(fā)展的規(guī)范性文件，提出創(chuàng)新醫(yī)療模式，建設醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺，為患者提供更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務，為臨床提供更好的診療幫助，為科研提供更便捷的輔助。醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺的建設近年來在綜合性醫(yī)院開展得較多，也較為成熟，然而在口腔專科診療方面由于口腔?？频呐R床業(yè)務范圍相對較窄，平臺建設與研究也不如綜合性醫(yī)院廣泛，但口腔?？茖τ诖髷?shù)據(jù)的應用及大數(shù)據(jù)平臺的需求也是不可或缺的，所以建設口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺是口腔?？漆t(yī)院創(chuàng)新醫(yī)療模式，建設數(shù)字化醫(yī)院、智能化醫(yī)院的一個關鍵舉措。國家將福建列入大數(shù)據(jù)試點省份之一，如何抓住機遇開展相關建設，使數(shù)據(jù)庫中的醫(yī)療數(shù)據(jù)得到有效利用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的充分共享，為患者、醫(yī)護人員和科研人員提供有力的幫助，建立一個高效的大數(shù)據(jù)平臺不僅是綜合性醫(yī)院的課題，也是口腔?？漆t(yī)院值得思考的問題。

1基本概念

1.1健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)

健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)一般是指關于個人的醫(yī)療健康相關數(shù)據(jù)集，它涵蓋了生命個體的整個周期，包含的數(shù)據(jù)量大、范圍廣，既包括臨床數(shù)據(jù)也包含非臨床的有關信息。臨床數(shù)據(jù)的內(nèi)容涵蓋了病人在醫(yī)院就診期間的數(shù)據(jù)，而非臨床信息包括了患者的飲食習慣、與疾病有關的生活習慣等一系列相關的數(shù)據(jù)。

1.2醫(yī)療大數(shù)據(jù)的主要特點

醫(yī)療大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)的格式及形態(tài)多樣化、處理時效性要求高、有著嚴格的準確性要求，蘊藏著豐富的使用價值等特點。除此之外，醫(yī)療大數(shù)據(jù)還因其數(shù)據(jù)來源于臨床醫(yī)學，因此其數(shù)據(jù)存在著醫(yī)學術語的專業(yè)性及復雜性特點。醫(yī)院信息系統(tǒng)圍繞著患者就醫(yī)的整個過程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由于來源不同，導致數(shù)據(jù)產(chǎn)生的格式不同，數(shù)據(jù)存在著多樣化特點。醫(yī)療數(shù)據(jù)會由于人工記錄而發(fā)生缺失與偏差，數(shù)據(jù)的不完整性特點會缺失與偏差，影響后期對于疾病的研究。同時，患者個人信息與就診信息需要高度保密，形成了數(shù)據(jù)的隱私性特點。各個信息系統(tǒng)往往由不同軟件公司建設，其數(shù)據(jù)共享程度差，容易形成信息孤島現(xiàn)象，導致醫(yī)療數(shù)據(jù)出現(xiàn)冗余性特點。

1.3醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺

醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺可以實現(xiàn)醫(yī)療機構對醫(yī)療過程中所產(chǎn)生的相關數(shù)據(jù)進行存取、加工、分析，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效利用。平臺具體含以下功能。

（1）系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交換。通過采用多種技術從而實現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部不同科室之間異構數(shù)據(jù)的匯聚與共享。

（2）數(shù)據(jù)的存儲功能。支持多種不同的數(shù)據(jù)庫，支持結構化與半結構化的數(shù)據(jù)存儲。

（3）分布式計算功能。能夠通過高可用的集群資源實現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)運算，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效地處理。

（4）提供數(shù)據(jù)的可視化?？梢允褂每梢暬恼宫F(xiàn)方式，使用戶可以直觀的使用大數(shù)據(jù)。

2總體架構設計

2.1主要需求

口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺的主要需求為：建設一個穩(wěn)定、高效的大數(shù)據(jù)平臺，要求平臺能夠采集到現(xiàn)有的HIS、EMR、PACS、LIS等信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并能夠對采集到的數(shù)據(jù)進行清洗、加密、脫敏等操作，使處理后的數(shù)據(jù)能夠服務于臨床、科研、教學、管理、病人。

2.2主要目標

通過大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分利用，分析與挖掘數(shù)據(jù)蘊藏的價值。為醫(yī)生提供臨床輔助決策支持、為醫(yī)院的科研提供更為有價值的數(shù)據(jù)，為病人的就診提供更為方便智能的模式。

2.3總體架構

根據(jù)醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺建設標準，口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺的總體架構如圖1所示。最底層的基礎硬件環(huán)境為整個平臺提供硬件支撐，由各信息系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)構成了數(shù)據(jù)的來源，數(shù)據(jù)集成平臺經(jīng)過各接口把數(shù)據(jù)抽取出來，轉交給上一層去經(jīng)過標準化、清洗、加工等處理，然后提供給上層應用。

3建設要點

3.1硬件平臺建設

大數(shù)據(jù)平臺建設，需要搭建穩(wěn)定的硬件基礎環(huán)境，口腔醫(yī)院相對綜合性醫(yī)院而言，其數(shù)據(jù)量、就診病人數(shù)量、檢驗及影像數(shù)據(jù)相對較少，但隨著年限的積累，可供分析的數(shù)據(jù)也達到了相當?shù)囊?guī)模。構建口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺的硬件基礎設施可分步投入，在初期階段可部署2-3臺應用數(shù)據(jù)服務器用來提供搜索引擎服務和大數(shù)據(jù)平臺的訪問服務，2-3臺數(shù)據(jù)處理服務器來提供離線的大數(shù)據(jù)計算服務，并部署1臺流量控制器來對數(shù)據(jù)流量進行控制。另外購置相應的安全設備，諸如堡壘機、防火墻、數(shù)據(jù)庫審計等。多數(shù)醫(yī)院采用虛擬化方式來實現(xiàn)資源的充分利用嘲，但此種方式如果用于大數(shù)據(jù)平臺的硬件部署，會帶來性能瓶頸，因此建議采用若干臺性能較強的物理機來單獨部署。

3.2安全體系建設

數(shù)據(jù)安全是醫(yī)療大數(shù)據(jù)得以利用的前提，只有保障病人的隱私才能夠討論數(shù)據(jù)的使用。安全體系的構建，既包括使用殺毒軟件、防火墻、數(shù)據(jù)庫審計等基本的安全防護措施，也包括數(shù)據(jù)在使用過程當中的加密與脫敏等方面的安全。在基本的安全防護措施方面，按照三級等保的要求做好安全防護與評測工作。在網(wǎng)絡架構方面，按照業(yè)務內(nèi)網(wǎng)與辦公寬帶網(wǎng)物理隔離的拓撲方式，充分保障網(wǎng)絡安全與數(shù)據(jù)安全。由于產(chǎn)品需要更新，部分醫(yī)院在建設過程以及后期維護中使用遠程協(xié)助的方式來對產(chǎn)品及數(shù)據(jù)進行維護，存在著極大的風險，面臨著數(shù)據(jù)被刪改和泄漏的可能性。最安全的辦法是到院內(nèi)實行現(xiàn)場更新，而對于確實有困難的用戶，可考慮使用VPN外加網(wǎng)閘和防火墻的方式。技術人員在進行更新時，不直接登錄到核心業(yè)務區(qū)，應通過堡壘機的登錄方式，對操作行為留記錄，并配合數(shù)據(jù)庫審計等安全設備加強對維護人員的行為監(jiān)督。在數(shù)據(jù)使用之前，要確保對數(shù)據(jù)進行了脫敏操作，并且所有的脫敏操作需使用專門的服務器，進一步保證數(shù)據(jù)在操作過程中的安全性。

3.3數(shù)據(jù)資源處理

（1）數(shù)據(jù)接入范圍

大數(shù)據(jù)平臺需要將在口腔診療過程中所產(chǎn)生的病人基礎數(shù)據(jù)及診療相關數(shù)據(jù)接入。主要包括HIS系統(tǒng)中的患者基本信息、病人處方、病歷數(shù)據(jù)、診斷以及檢查和影像報告等數(shù)據(jù)信息。還包括住院電子病歷當中的病案首頁、入院病歷、出院小結等數(shù)據(jù)。由于口腔醫(yī)療行為主要發(fā)生在門診，在前期建設中可以先將門診相關數(shù)據(jù)接入。

（2）數(shù)據(jù)接入方式的選擇

數(shù)據(jù)接入方式有多種，包括備份數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)同步、物化視圖、ETL、集成平臺等。每種方式都有其優(yōu)缺點，如表1所示。我院的集成平臺建設已完成初期功能，部分信息系統(tǒng)已完成接口的對接工作，因此可以嘗試使用集成平臺抽取數(shù)據(jù)傳遞給大數(shù)據(jù)平臺的方式，通過集成平臺來實時獲取相關醫(yī)療數(shù)據(jù)。由于集成平臺具有適配不同的業(yè)務系統(tǒng)功能，可通過接口對不同的數(shù)據(jù)封裝。大數(shù)據(jù)平臺獲取到集成平臺的數(shù)據(jù)后，需進行數(shù)據(jù)的過濾、標準化處理、有效性檢驗?？赏ㄟ^消息訂閱的方式實時地將集成平臺的數(shù)據(jù)及時地發(fā)送給大數(shù)據(jù)平臺。

由于我院為集科、教、研一體的三甲口腔?？漆t(yī)院，醫(yī)生在做好臨床診療工作的同時，還要承擔教學和科研工作，而從大數(shù)據(jù)平臺提取的數(shù)據(jù)在教學演示以及科研展示的時候，需要保護患者的隱私，因此從大數(shù)據(jù)平臺提取出來的數(shù)據(jù)需要數(shù)據(jù)脫敏與加密。數(shù)據(jù)脫敏和加密工作應根據(jù)國家和醫(yī)院有關規(guī)定，設置信息訪問權限，對不同的字段進行加密以保護患者隱私。

（4）數(shù)據(jù)處理

從不同的信息系統(tǒng)獲取到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過大數(shù)據(jù)平臺的一系列處理后，還需要經(jīng)過完整性、一致性檢驗，然后經(jīng)過ETL映射和數(shù)據(jù)清洗后應用于臨床、科研、教學及醫(yī)院管理。

4應用部署

口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺建成后，可應用于口腔臨床、教學科研、醫(yī)院管理以及惠民服務。

（1）大數(shù)據(jù)應用于口腔臨床工作

目前我院的門診及住院電子病歷對病人數(shù)據(jù)的檢索功能較弱，醫(yī)生對已就診病人相關信息的檢索常常感到過程復雜并且檢索的效率低下，有些數(shù)據(jù)無法通過已有的信息系統(tǒng)提供檢索，對病人的影像、檢驗報告等信息的查詢，只能通過病人姓名等最傳統(tǒng)的方式來檢索，而無法通過設定主題、條件、范圍等高級別方式來進行查詢、歸類、統(tǒng)計。而大數(shù)據(jù)平臺能夠為口腔醫(yī)生解決病人信息檢索的困境。國家衛(wèi)健委要求醫(yī)院電子病歷應用水平達到3級以上，其中就有要求電子病歷系統(tǒng)要具備醫(yī)療決策支持的功能，而大數(shù)據(jù)平臺能夠將大量的病歷作為支持樣本，結合已有的醫(yī)學知識庫，為臨床提供有效的輔助決策支持。

（2）大數(shù)據(jù)應用于口腔科研工作

我院作為口腔臨床醫(yī)學博士點以及省高校口腔醫(yī)學重點實驗室，需要大量的口腔科研素材，依托口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺能更為有效地挖掘有用科研數(shù)據(jù)，相比傳統(tǒng)人工尋找科研熱點課題的方式，大數(shù)據(jù)平臺能夠為科研提供更好的思路和靈感。

（3）大數(shù)據(jù)應用于醫(yī)院的管理工作

國家進一步加強公立性醫(yī)院改革的政策對醫(yī)院的管理提出了更多的挑戰(zhàn)。利用大數(shù)據(jù)平臺，可以給醫(yī)院的運營管理科、醫(yī)務科、病案室、質(zhì)控科提供更為精確的數(shù)據(jù)和管理輔助。給醫(yī)院的運營管理、病歷評價分析、醫(yī)療質(zhì)量的追蹤等方面提供更為完善的解決方案。

（4）大數(shù)據(jù)更好地服務于患者

由于口腔診療的專業(yè)特殊性，口腔?？漆t(yī)生每天的號源量非常有限，大多數(shù)病人對于口腔疾病的分類缺乏認識，常發(fā)生掛錯號而浪費資源且造成病人就診不便的情況。利用口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺，可以給病人提供智能導診服務。通過病人的口腔疾病癥狀描述，為患者匹配最合適的科室，提高患者的滿意度。

5結束語

隨著信息技術的快速發(fā)展以及國家對電子病歷等信息系統(tǒng)標準的進一步規(guī)范化，大數(shù)據(jù)平臺所能獲取到的醫(yī)療數(shù)據(jù)質(zhì)量將更有保障，大數(shù)據(jù)平臺在醫(yī)療衛(wèi)生領域將發(fā)揮越來越重要的作用。構建口腔醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺可以為口腔醫(yī)生提供臨床輔助決策，為口腔科研人員提供智能科研檢索，為醫(yī)院精細化管理提供幫助，為病人提供更為全面的服務模式。從臨床、科研、管理、服務病人等多維度展現(xiàn)了大數(shù)據(jù)平臺的優(yōu)勢，提高了醫(yī)院的服務效率和管理能力，為群眾的口腔健康提供了更有力的保障。但同時也要認識到醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺建設過程中面臨的一系列問題，包括基礎硬件環(huán)境支撐、數(shù)據(jù)安全、病人隱私保護等，以及諸如數(shù)據(jù)缺乏有效整合、數(shù)據(jù)共享不充分、數(shù)據(jù)質(zhì)量有待提高、數(shù)據(jù)管理機制不夠健全、數(shù)據(jù)分析和利用能力等有待提升、數(shù)據(jù)標準不夠統(tǒng)一等一系列挑戰(zhàn)。要提高認識，加強安全防護，健全規(guī)章制度，完善標準體系，體現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺更大的作用?？谇会t(yī)療大數(shù)據(jù)平臺的建設與普及將是口腔?？漆t(yī)院信息化建設中一個重要環(huán)節(jié)，也將成為我院實現(xiàn)健康中國2030計劃的強大助推力量，將帶來不可估量的社會效益。