大數(shù)據(jù)與健康北京

陶麗新 霍達(dá) 郭秀花

信息技術(shù)與當(dāng)今社會的交匯融合引發(fā)了數(shù)據(jù)迅猛增長,數(shù)據(jù)已成為國家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源,被譽(yù)為“21世紀(jì)的金礦”。 2016 年全國衛(wèi)生與健康大會審議通過了《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》,提出利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)“健 康 中 國” 的 國 家 戰(zhàn) 略[1]。 依 據(jù)“健 康 中 國2030”,北京市制定了《“健康北京2030”規(guī)劃綱要》,明確構(gòu)建人口健康信息服務(wù)體系,推進(jìn)健康醫(yī)療信息協(xié)同與大數(shù)據(jù)應(yīng)用[2]。

1 北京健康領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)

2011 年5 月,在美國舉辦的“云計算相遇大數(shù)據(jù)”主題會議上正式提出了“大數(shù)據(jù)”(big data)的概念。 大數(shù)據(jù)的特征可概括為“4 V”:①數(shù)據(jù)容量(volume)大,常常在PB(1 PB=250

B)級以上;②數(shù)據(jù)種類(variety)多,常常具有不同的數(shù)據(jù)類型(結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化)和多種數(shù)據(jù)來源;③產(chǎn)生和更新速度(velocity)快(如實時數(shù)據(jù)流),時效性要求高;④科學(xué)價值(value)大,盡管利用程度尚低,卻常常蘊(yùn)藏著新知識或具有重要預(yù)測價值。 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用最為廣闊的市場,北京健康信息中存在多種大數(shù)據(jù):通過社區(qū)衛(wèi)生信息服務(wù)系統(tǒng)獲取的大數(shù)據(jù)、通過醫(yī)院電子病歷系統(tǒng)獲取的大數(shù)據(jù)、通過健康物聯(lián)設(shè)備獲取的大數(shù)據(jù)等。

通過社區(qū)衛(wèi)生信息服務(wù)系統(tǒng)獲取居民電子健康檔案,是居民健康管理方面的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 北京地區(qū)的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)系統(tǒng)發(fā)展較為完善,截至2015 年底,共有1 594 家社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)站和332 家社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心為廣大社區(qū)居民提供服務(wù),16 個區(qū)衛(wèi)生健康委所屬社管衛(wèi)生服務(wù)管理中心作為各區(qū)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)工作的中樞,對轄區(qū)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)及其工作進(jìn)行管理、監(jiān)督、質(zhì)量控制和考核,逐步完善并形成了居民電子健康檔案大數(shù)據(jù)[3]。 此外,北京健康大數(shù)據(jù)也有基于專門設(shè)計的醫(yī)學(xué)研究或疾病監(jiān)測數(shù)據(jù),包括各種抽樣調(diào)查和疾病監(jiān)測數(shù)據(jù)、醫(yī)保數(shù)據(jù)、居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查等。

醫(yī)院的電子病歷是主要的健康醫(yī)療大數(shù)據(jù),主要來源于醫(yī)院常規(guī)臨床診治、科研和管理過程,包括急、門診病歷和住院病歷,影像資料,實驗室檢測,用藥記錄,手術(shù)記錄,隨訪問卷和醫(yī)療保險數(shù)據(jù)等[4]。 2011年,北京市衛(wèi)生局啟動了全市預(yù)約掛號統(tǒng)一平臺,通過電話和網(wǎng)站兩種方式為公眾提供服務(wù)。

通過健康物聯(lián)設(shè)備獲取大數(shù)據(jù)是移動技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和健康服務(wù)融合的產(chǎn)物,是電子健康監(jiān)測和遠(yuǎn)程醫(yī)療的新擴(kuò)展。 由生物傳感器組成的健康物聯(lián)設(shè)備是獲取個體健康信息的基礎(chǔ)設(shè)備,是健康管理數(shù)據(jù)采集的來源。 隨著可穿戴設(shè)備和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,針對移動和家庭場景的遠(yuǎn)程心臟監(jiān)護(hù)和心律失常篩查成為預(yù)防心血管病的有效手段;研制可穿戴設(shè)備實時監(jiān)測血壓、運動,通過柔性電子皮膚監(jiān)測血糖等是新的科技潮流[5]。 隨著科技的發(fā)展,各行業(yè)商家抓住時機(jī),開發(fā)出一系列便攜式監(jiān)測設(shè)備和配套應(yīng)用(APPs),可獲取和使用用戶健康信息數(shù)據(jù)。

2 大數(shù)據(jù)中的北京健康

健康大數(shù)據(jù)的意義不僅在于掌握海量數(shù)據(jù),更在于對有價值的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。 首先需要對北京健康信息中的大數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,打破信息壁壘、信息孤島和信息壟斷;繼而利用各種適宜的、先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析方法,從中挖掘信息、獲取新知識。 因此,北京健康信息中的大數(shù)據(jù)分析過程需要依靠可靠、規(guī)范、龐大的數(shù)據(jù)資源。 針對不同來源和不同格式的數(shù)據(jù),規(guī)范化的收集和存儲是第一道工序;數(shù)據(jù)分析處理的過程中主要用到數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),通過數(shù)據(jù)建模進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果預(yù)測,并以數(shù)字與圖像相結(jié)合的方式進(jìn)行呈現(xiàn)。

在疾病發(fā)生前的預(yù)防階段,通過對已有的居民電子健康檔案或歷次健康體檢資料增加個體行為方式、環(huán)境因素、遺傳背景等信息,可以構(gòu)建疾病預(yù)防與風(fēng)險評估大數(shù)據(jù)。 并以健康人群作為對照,通過挖掘和分析,歸納疾病相關(guān)因素,評估患病風(fēng)險、指導(dǎo)行為、減少暴露,進(jìn)而降低患病率。

在發(fā)病后臨床治療階段,如何利用健康醫(yī)療數(shù)據(jù)和健康醫(yī)療知識庫開發(fā)新型應(yīng)用是一個關(guān)鍵問題。健康醫(yī)療領(lǐng)域大數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍廣泛,幾乎涵蓋整個生命周期。 健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)可提高對病情評估的準(zhǔn)確性,有助于臨床工作人員快速了解病人狀態(tài),確定治療和護(hù)理方案。 通過對各種生理指標(biāo)大數(shù)據(jù)的分析,可以更準(zhǔn)確地預(yù)測病情變化趨勢,使院內(nèi)診療和看護(hù)更有效率。 醫(yī)療信息系統(tǒng)交互操作有助于減少醫(yī)療成本、改善醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量和效率、促進(jìn)醫(yī)療資源配置均衡化[6]。

患者的院外監(jiān)護(hù)對其康復(fù)有著重要的影響,短期再入院中接近1/5 的患者出院后30 d 內(nèi)會再次住院,造成了嚴(yán)重的醫(yī)療資源浪費[7]。 對健康物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備獲取的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、解釋和利用,可以發(fā)現(xiàn)與再住院相關(guān)的因素,及時干預(yù)即可降低再住院率[8]。 隨著大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的不斷成熟,大數(shù)據(jù)將滲透到各個行業(yè)的各個細(xì)節(jié),改變?nèi)藗冊和獾纳罘绞胶途歪t(yī)體驗。

當(dāng)然,在北京衛(wèi)生健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)的分析、解釋與利用過程中,還要注意個體信息的保密,防止未經(jīng)授權(quán)的訪問、使用、披露、破壞、修改、銷毀等操作,也就是保障信息安全中經(jīng)典的三性:保密性(confidentiality)、完整性(integrity)和可用性(availability)。

3 群體預(yù)防及精準(zhǔn)干預(yù)與北京健康

隨著數(shù)據(jù)科學(xué)在健康領(lǐng)域的快速發(fā)展與應(yīng)用,對于個人健康狀況的評價和管理,不僅僅依靠于醫(yī)生的主觀判斷,而是基于海量數(shù)據(jù)分析的結(jié)果,使得個體化的評價和預(yù)防更加具有可靠性和科學(xué)性。 移動健康是群體預(yù)防和精準(zhǔn)干預(yù)的載體,在母嬰保健、慢病管理、傳染病預(yù)防中發(fā)揮著重要的作用[9]。 例如,在哮喘的預(yù)防中,移動健康技術(shù)可通過檢測環(huán)境標(biāo)志物、個人發(fā)病周期、哮喘癥狀、藥物使用情況,以及最大呼氣流速和血氧飽和度等實時數(shù)據(jù),預(yù)測哮喘發(fā)生、提示患者進(jìn)行自我管理并與醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行實時交流,給哮喘患者帶來極大便利;在艾滋病的個體預(yù)防中,針對艾滋病患者的移動健康干預(yù)措施包括藥物依從性干預(yù)、復(fù)診提醒、疾病支持、推送實驗室檢測結(jié)果和臨床診斷等方面,為個人的疾病管理提供了極大的幫助。

醫(yī)療衛(wèi)生大數(shù)據(jù)的建設(shè)和應(yīng)用為患者或亞健康人群實施疾病預(yù)防和干預(yù)提供了新方向。 通過云平臺智能采集個體的健康數(shù)據(jù),個人可以隨時查閱、了解自身的健康狀況;社交網(wǎng)絡(luò)為患者提供了臨床癥狀交流和診治經(jīng)驗的分享平臺,醫(yī)生借此可獲得院外治療效果的統(tǒng)計數(shù)據(jù);通過收集患者的健康信息,利用大數(shù)據(jù)對群體的健康危險因素進(jìn)行評價,提出生活方式等方面的干預(yù)建議;利用互聯(lián)網(wǎng)、移動設(shè)備和大數(shù)據(jù)分析對患者進(jìn)行隨訪,可以追蹤患者的康復(fù)狀況?；颊呖梢愿鶕?jù)健康狀況主動調(diào)節(jié)生活方式,同時醫(yī)生也可以通過平臺對患者進(jìn)行指導(dǎo),有效改善患者的身心狀況、提高生活質(zhì)量。 同時降低反復(fù)入院率,節(jié)約衛(wèi)生資源。

精準(zhǔn)干預(yù)對疾病的控制也具有不容忽視的作用。隨著基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)、糖基組學(xué)等迅猛進(jìn)展,涌現(xiàn)出大量的組學(xué)數(shù)據(jù)。 疾病的全基因組關(guān)聯(lián)分析使我們獲得了大量的疾病遺傳標(biāo)識位點,這些和個人健康相關(guān)的基因位點在基于各種組學(xué)大數(shù)據(jù)的挖掘與驗證中被利用起來,使疾病的早期精準(zhǔn)干預(yù)成為可能[10]。例如,針對糖尿病的預(yù)防干預(yù),可以通過組學(xué)和可穿戴監(jiān)測技術(shù)的數(shù)據(jù)整合,從分子水平和宏觀生理水平進(jìn)行分析,建立胰島素抵抗的預(yù)測模型,從而取代目前繁復(fù)的檢測過程,實現(xiàn)精準(zhǔn)健康干預(yù)[11]。

對環(huán)境的監(jiān)測與保護(hù)也可作為維護(hù)人群健康的一種策略。 可根據(jù)環(huán)境監(jiān)測結(jié)果制定環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),引導(dǎo)社會群眾更好地保護(hù)環(huán)境。 把大量的以往沒有得到足夠重視的水質(zhì)、空氣、污染源監(jiān)控視頻信息的“大數(shù)據(jù)”進(jìn)行集成、挖掘,把來自社交網(wǎng)絡(luò)的大量非結(jié)構(gòu)化的但具有生態(tài)環(huán)境信息意義的數(shù)據(jù)資源賦予數(shù)據(jù)系統(tǒng)新的深度,從而達(dá)到提高環(huán)境質(zhì)量綜合評價技術(shù)水平的目的[12]。 將海量、分散、實時變化的環(huán)保大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘并提取信息,以提升環(huán)境綜合預(yù)警能力,為政府決策提供可靠信息;將大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果社會化,以實現(xiàn)公眾對環(huán)境保護(hù)的重視。 當(dāng)前環(huán)保的核心已逐步轉(zhuǎn)移到保護(hù)人群健康方面,將環(huán)境變量的大數(shù)據(jù)與人群移動、疾病預(yù)測、城市資源配置相關(guān)聯(lián),將環(huán)境污染程度與人群健康聯(lián)系起來,通過模型分析,定量描述污染對不同敏感個體產(chǎn)生危害的風(fēng)險,然后對相應(yīng)敏感人群和特異人群實施群體預(yù)防或精準(zhǔn)干預(yù)。