可視化技術(shù)在臨床數(shù)據(jù)服務(wù)模式中的應(yīng)用

龍思哲 張瑞霖 林琳

摘要：在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式推廣下，越來(lái)越多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)正逐步實(shí)施醫(yī)療信息化、智能化。醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)相較于其他領(lǐng)域具有獨(dú)特的性質(zhì)，即每個(gè)實(shí)體涵蓋上百個(gè)臨床或診斷變量。基于這類龐大數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)，研究可視化技術(shù)對(duì)臨床數(shù)據(jù)服務(wù)新模式變得尤為關(guān)鍵。本文分析了臨床數(shù)據(jù)服務(wù)的現(xiàn)狀與需求，介紹了可視化技術(shù)的相關(guān)概念，闡述現(xiàn)階段可視化技術(shù)在臨床數(shù)據(jù)服務(wù)中的應(yīng)用場(chǎng)景，探討了可視化技術(shù)應(yīng)用的延伸方向，旨在為可視化技術(shù)提升臨床數(shù)據(jù)服務(wù)新模式的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：臨床數(shù)據(jù);可視化技術(shù);應(yīng)用場(chǎng)景

中圖分類號(hào)：TN94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.15.007

文章編號(hào)：1006-1959（2020）15-0017-02

Abstract：Under the promotion of the "Internet +" model， more and more medical institutions are gradually implementing medical information and intelligence. Compared with other fields， medical big data has unique properties， that is， each entity covers hundreds of clinical or diagnostic variables. Based on the challenges of such huge data and unstructured data processing， research on visualization technology has become particularly critical for new models of clinical data services. This article analyzes the current situation and needs of clinical data services， introduces the related concepts of visualization technology， expounds the application scenarios of visualization technology in clinical data services at this stage， and discusses the extension direction of visualization technology applications， aiming to improve clinical data for visualization technology provide reference for research on new service models.

Key words：Clinical data;Visualization technology;Application scenarios

創(chuàng)造數(shù)據(jù)的最高價(jià)值是發(fā)掘其潛在知識(shí)，發(fā)掘的這一過(guò)程被稱為數(shù)據(jù)分析[1]。醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)相較于其他類型的數(shù)據(jù)具有獨(dú)特的特性，即每個(gè)實(shí)體涵蓋上百個(gè)臨床或診斷變量?；谶@類龐大數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)，近年來(lái)醫(yī)療信息化發(fā)展備受關(guān)注，在臨床數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用方面發(fā)揮了重要作用，對(duì)于提高醫(yī)療效率和診療效果具有極大價(jià)值。傳統(tǒng)就醫(yī)模式是患者生病后治療，而現(xiàn)階段倡導(dǎo)疾病重在預(yù)防，強(qiáng)調(diào)醫(yī)生重視對(duì)“健康人”實(shí)行健康管理，將疾病治療、預(yù)防的關(guān)口前移。由此可見(jiàn)臨床數(shù)據(jù)的重要性和有效性的價(jià)值，研究可視化技術(shù)對(duì)臨床數(shù)據(jù)服務(wù)新模式變得尤為關(guān)鍵。本文將通過(guò)探討臨床數(shù)據(jù)服務(wù)的現(xiàn)狀與需求，分析可視化技術(shù)在臨床數(shù)據(jù)服務(wù)中的應(yīng)用場(chǎng)景，旨在為提升臨床數(shù)據(jù)服務(wù)提供參考。

1臨床數(shù)據(jù)服務(wù)的現(xiàn)狀與需求

在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式推廣鼓勵(lì)下，基于信息化的醫(yī)療平臺(tái)建設(shè)在提高醫(yī)療機(jī)構(gòu)的服務(wù)水平的同時(shí)還有助于提升醫(yī)院的核心競(jìng)爭(zhēng)力，因此我國(guó)越來(lái)越多的省、市、縣以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)療單位正逐步實(shí)施醫(yī)療信息化、智能化。臨床數(shù)據(jù)服務(wù)是通過(guò)圍繞患者展開(kāi)，將患者的臨床信息進(jìn)行組織、整合與儲(chǔ)存，如患者就診記錄、處方開(kāi)具、住院醫(yī)囑、化驗(yàn)報(bào)告、電子病歷等，以標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一、完整的方式進(jìn)行整合存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)類型包括數(shù)值型資料、定性資料、半定量資料以及文本資料等。利用信息平臺(tái)的作用實(shí)現(xiàn)臨床數(shù)據(jù)的共享，達(dá)到建成醫(yī)院信息化的目的。大部分醫(yī)院信息化建設(shè)已經(jīng)完成電子化處理和存儲(chǔ)，但有關(guān)于流程電子化建立仍不成熟。傳統(tǒng)的信息化建設(shè)思路以自下而上形式出發(fā)，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃。使得大量寶貴的臨床數(shù)據(jù)難以有機(jī)整合導(dǎo)致醫(yī)療資源浪費(fèi)，我國(guó)大部分醫(yī)院臨床數(shù)據(jù)服務(wù)目前仍處于信息化建設(shè)完善中[2]。

如何將信息集成與整合已成為現(xiàn)階段建設(shè)臨床信息化的基本需求，有效集成各臨床部門(mén)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和高度共享數(shù)據(jù)是取得醫(yī)院信息化成功的保證。臨床信息系統(tǒng)通常由多個(gè)廠家基于不同的技術(shù)建立，導(dǎo)致信息交換缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不僅影響系統(tǒng)集成整合，還成為制約醫(yī)院建設(shè)信息化發(fā)展的主要障礙。因此，臨床數(shù)據(jù)服務(wù)的建設(shè)必須建立醫(yī)院信息集成平臺(tái)，通過(guò)信息集成平臺(tái)將門(mén)戶、流程、數(shù)據(jù)以及資源進(jìn)行整合，達(dá)到共享異構(gòu)數(shù)據(jù)、無(wú)侵入式集成的目的，同時(shí)集中臨床數(shù)據(jù)還可便于臨床診療活動(dòng)和科研項(xiàng)目等進(jìn)行。所以如何保證系統(tǒng)間數(shù)據(jù)一致性、可靠性和系統(tǒng)可擴(kuò)展性對(duì)于是否能夠滿足未來(lái)醫(yī)療需求具有重要作用。有學(xué)者表示直觀的數(shù)據(jù)圖形有利于分析人員洞察數(shù)據(jù)背后隱藏的信息[3]。因此人機(jī)交互的模式—可視化技術(shù)由此逐步應(yīng)用于醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析當(dāng)中。

2可視化技術(shù)概述

可視化技術(shù)是指通過(guò)分析數(shù)據(jù)和開(kāi)發(fā)工具發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)中的潛在信息與規(guī)律，并最終以圖形圖像形式將結(jié)果進(jìn)行表達(dá)的處理過(guò)程[4]。該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)結(jié)合可視化界面與理論分析將復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和推理，達(dá)到協(xié)助用戶的作用?？梢暦治黾夹g(shù)融合了多領(lǐng)域的研究，包括信息可視化、數(shù)據(jù)挖掘與處理、人機(jī)交互、圖像、統(tǒng)計(jì)等。該項(xiàng)技術(shù)利用了人眼感知對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互可視表達(dá)[5]，是將隱藏或不可見(jiàn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可感知的圖像、符號(hào)等，以增強(qiáng)認(rèn)知的一門(mén)學(xué)科，通過(guò)提高數(shù)據(jù)識(shí)別效率實(shí)現(xiàn)有效信息 高效傳遞?？梢暬治黾夹g(shù)包括數(shù)據(jù)集成、呈現(xiàn)和交互。

3可視化技術(shù)在臨床數(shù)據(jù)服務(wù)中的應(yīng)用場(chǎng)景

建立基于臨床信息模型實(shí)現(xiàn)臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)的可視化，圍繞患者展開(kāi)數(shù)據(jù)組織模式進(jìn)行可視化分析技術(shù)，以更為直觀的方式展示患者臨床信息數(shù)據(jù)。做好臨床數(shù)據(jù)的組織規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)可定制、可擴(kuò)展、統(tǒng)一管理的臨床數(shù)據(jù)中心。通過(guò)建設(shè)臨床信息集成平臺(tái)，借助大數(shù)據(jù)環(huán)境作用使醫(yī)療質(zhì)量逐步進(jìn)入精細(xì)化管理。

3.1可視化技術(shù)在臨床統(tǒng)計(jì)描述中的應(yīng)用? 大多數(shù)臨床數(shù)據(jù)集成通過(guò)Python、SPSS、R語(yǔ)言、Matlab、Spotfire等統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)。這些數(shù)據(jù)通常為類型單一的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)集成計(jì)算操作較為簡(jiǎn)便[7]。將臨床數(shù)據(jù)通過(guò)可視化方式呈現(xiàn)，其形式包括熱點(diǎn)圖、線圖、直方圖、心電圖、腦電圖等。臨床醫(yī)生在基于這些動(dòng)態(tài)交互式界面中可以分類患者，以直觀方式觀測(cè)患者體征和病情發(fā)展情況。但醫(yī)生關(guān)于對(duì)患者病情的描述通常以文本數(shù)據(jù)為主，不屬于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)集成可采用Python中的NLTK“自然語(yǔ)言處理”包，以標(biāo)簽云的形式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。標(biāo)簽云技術(shù)是根據(jù)關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率或其他規(guī)則，用不同顏色、大小等形式將多個(gè)關(guān)鍵詞呈現(xiàn)表達(dá)的一種可視化效果。尤適用于臨床病歷病情描述之中。

3.2可視化技術(shù)在醫(yī)療質(zhì)量監(jiān)控中的應(yīng)用? 通過(guò)醫(yī)院評(píng)審的有關(guān)指標(biāo)與醫(yī)務(wù)科的要求，將關(guān)鍵性指標(biāo)的同比與環(huán)比以可視化的形式展示于網(wǎng)頁(yè)端，可精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)并獲取醫(yī)療短板，通過(guò)這一舉措有利于進(jìn)行醫(yī)療質(zhì)量的管理。按照指標(biāo)數(shù)據(jù)的要求從醫(yī)院、診療科室、臨床小組、患者的順序?qū)訉幼匪莞鱾€(gè)臨床數(shù)據(jù)，方便各級(jí)質(zhì)量管理人員對(duì)臨床工作所在問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤并采取有效措施干預(yù)解決。利用這一可視化技術(shù)對(duì)關(guān)鍵醫(yī)院運(yùn)營(yíng)管理指標(biāo)實(shí)行管理和監(jiān)控，有效對(duì)醫(yī)療資源進(jìn)行整合及合理配置，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控醫(yī)院運(yùn)營(yíng)的目的，有利于運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和效率提高。

3.3可視化技術(shù)在臨床決策輔助支持的應(yīng)用? 可視化技術(shù)在臨床決策應(yīng)用上主要體現(xiàn)在對(duì)臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分析組建后，可挖掘出對(duì)臨床具有指導(dǎo)意義的診療方案，并且這些數(shù)據(jù)提煉于真實(shí)的臨床活動(dòng)中，具有較高的實(shí)際診療價(jià)值。利用該項(xiàng)技術(shù)將臨床數(shù)據(jù)通過(guò)可視化形式展現(xiàn)至臨床工作者，使傳統(tǒng)的臨床知識(shí)范圍擴(kuò)大，提高診斷率。為降低人為疏忽制定有效的診療方案具有較高的臨床決策輔助作用，可提高臨床工作者的診療質(zhì)量和業(yè)務(wù)水平的。

4可視化技術(shù)的應(yīng)用

可視化技術(shù)突破了傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)圖的形式，沒(méi)有固定模式，以一事一圖、多事一圖、一事多圖等花樣繁多的形式靈活呈現(xiàn)，能夠?qū)?fù)雜的數(shù)據(jù)最終以直觀性結(jié)果呈現(xiàn)，在傳遞豐富的知識(shí)同時(shí)幫助讀者分析數(shù)據(jù)的來(lái)龍去脈。同時(shí)數(shù)據(jù)可視化具有更好的表現(xiàn)力，能在多維空間立體層面呈現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，并且能體現(xiàn)多個(gè)變量間的交互作用，減小了用戶理解問(wèn)題難度?？梢暬夹g(shù)適應(yīng)了醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)時(shí)代要求，不僅在臨床數(shù)據(jù)上應(yīng)用廣泛，同樣也適用于衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)數(shù)據(jù)（如診療費(fèi)用、醫(yī)療糾紛費(fèi)用）、衛(wèi)生科研數(shù)據(jù)、醫(yī)患關(guān)系的行為和情感數(shù)據(jù)等，這其中包括了結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)類型。如此復(fù)雜、龐大的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，經(jīng)數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上結(jié)合可視化技術(shù)進(jìn)行深入的解讀分析可解決。另外有研究者對(duì)大量、變化性強(qiáng)、即時(shí)性高、多維的移動(dòng)醫(yī)療數(shù)據(jù)如健身運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)類軟件、機(jī)體健康指標(biāo)檢測(cè)等數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)分析，不但能夠精準(zhǔn)表達(dá)、清晰呈現(xiàn)信息結(jié)果，還能提升用戶體驗(yàn)感。

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展帶動(dòng)了臨床數(shù)據(jù)服務(wù)可視化的新模式，利用可視化技術(shù)將大量、復(fù)雜的數(shù)字或非數(shù)字的信息整合轉(zhuǎn)換成直觀形式呈現(xiàn)結(jié)果，也是對(duì)知識(shí)的一種壓縮與優(yōu)化。可視化技術(shù)將整合數(shù)據(jù)管理、挖掘、展示各學(xué)科知識(shí)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)臨床數(shù)據(jù)的挖掘、整合、存儲(chǔ)、檢索與決策生成，發(fā)掘醫(yī)學(xué)領(lǐng)域潛在的規(guī)律性，進(jìn)一步突破傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、精準(zhǔn)管理的運(yùn)作。

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收稿日期：2020-04-03;修回日期：2020-05-18

編輯/成森