大數(shù)據(jù)平臺在健康管理領(lǐng)域的應(yīng)用討論

楊泛舟 楚亞楠

摘? 要：健康管理領(lǐng)域是關(guān)系民生的重要領(lǐng)域，健康管理的理念在我國方興未艾，其包含的服務(wù)內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)手段也與時(shí)俱進(jìn)。隨著大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的興起，傳統(tǒng)的健康管理領(lǐng)域通過與其深度融合，衍生出豐富的應(yīng)用場景和實(shí)踐方案。本文著重討論了大數(shù)據(jù)平臺在健康管理領(lǐng)域的應(yīng)用思路和實(shí)施方案，并介紹了高校在此方向上開展的探索性工作。

關(guān)鍵詞：健康管理? 智慧醫(yī)療? 大數(shù)據(jù)? 物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：R169.1 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）02（c）-0161-03

A Discussion of Big-Data Platform Applied in Healthcare Management

YANG Fanzhou1? CHU Yanan2*

（1. College of Big Health and Intelligent Engineering， Chengdu Medical College， Chengdu， Sichuan Province， 610500 China; 2. College of Basic Medicine， Chengdu Medical College， Chengdu， Sichuan Province， 610500 China）

Abstract： Health management is an important field related to people's livelihood. The concept of health care management is ascending inside China， the services it provide and the means it utilize are also updating with time. As new technologies such as big data， internet of things， thrive recently， health care evolves into varied applications and practices through deep merging with them. This paper mainly discusses the application ideas and implementation plans of big data platform in the field of health management， and introduces the exploratory work carried out by universities in this direction.

Key Words： Health care; Smart medical treatment; Big data; Internet of things

健康管理（Healthcare Management）是20世紀(jì)50年代發(fā)源于美國的概念，最初是由醫(yī)療保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)針對其客戶開展的一系列健康服務(wù)和管理措施，旨在有效預(yù)防和控制疾病，從而達(dá)到減少保險(xiǎn)賠付、降低經(jīng)營成本的目的。后來隨著業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)充和發(fā)展，健康管理逐步成為一套專業(yè)的系統(tǒng)解決方案，且與科技的發(fā)展深度融合，催生了一些新的業(yè)務(wù)模式。目前關(guān)于健康管理領(lǐng)域的研究正廣泛開展，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球大數(shù)據(jù)與健康管理領(lǐng)域年均發(fā)文量達(dá)1000篇以上，全球有89個(gè)國家和地區(qū)進(jìn)行了該領(lǐng)域的研究[1]。

1? 健康管理的理念

1.1 健康管理在國內(nèi)的現(xiàn)狀

隨著醫(yī)療水平和社會服務(wù)水平的提高，我國逐漸進(jìn)入老齡化社會。2019年，中國60周歲及以上人口為25388萬人，占總?cè)丝诘?8.1%;65周歲及以上人口為17603萬人，占總?cè)丝诘?2.6%。大量的老年人意味著健康管理領(lǐng)域的研究和發(fā)展亟待深入，目前已有一些針對老年居民健康管理服務(wù)需求的研究[2]。

在我國，健康管理的理念仍然是一個(gè)新概念，它是一種長期行為，需要持續(xù)的經(jīng)濟(jì)投入，目前的服務(wù)對象集中在經(jīng)濟(jì)收入較高的群體，普通大眾對其的認(rèn)知和接受程度較低。同時(shí)，健康管理領(lǐng)域的發(fā)展前景看好，一方面，隨著生活水平的提升，人們對健康的重視程度也逐漸提高;另一方面，科技的進(jìn)步也促進(jìn)了健康管理領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。

1.2 創(chuàng)新型健康管理的機(jī)遇

大數(shù)據(jù)技術(shù)可應(yīng)用在病因診斷、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究、電子病歷數(shù)據(jù)研究、死亡原因研究和其他臨床數(shù)據(jù)等多個(gè)方面，且其在健康記錄、存儲方面也有著非常廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫比較，大數(shù)據(jù)技術(shù)具有明顯的儲存優(yōu)化[3]。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和健康管理領(lǐng)域的深度融合，該領(lǐng)域正涌現(xiàn)出豐富的解決方案。由于我國人口基數(shù)大，且老齡化問題較突出，可以預(yù)見，我國健康管理領(lǐng)域的創(chuàng)新有著廣闊的空間。

2? 大數(shù)據(jù)及其計(jì)算平臺

2.1 大數(shù)據(jù)與醫(yī)療大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)這一名詞最早出現(xiàn)在《自然》雜志上，也被稱為海量資料、巨量資料，其本質(zhì)是挖掘信息爆炸時(shí)代的數(shù)據(jù)核心價(jià)值[4]。

大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，一個(gè)重要原因是計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到越來越多的行業(yè)，以提升行業(yè)效率;另外一個(gè)重要原因是萬物互聯(lián)的發(fā)展，即物聯(lián)網(wǎng)使得智能終端的數(shù)量出現(xiàn)指數(shù)級增長，每一個(gè)智能終端都是持續(xù)性的數(shù)據(jù)源。如今，大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展，已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域之中，并且取得了令人矚目的成績[5]。

當(dāng)前，醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)包括4個(gè)來源：制藥企業(yè)或生命科學(xué);臨床醫(yī)療或?qū)嶒?yàn)室數(shù)據(jù);費(fèi)用報(bào)銷或利用率;健康管理或社交網(wǎng)絡(luò)。近年來，醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的開發(fā)、利用有了明顯進(jìn)步，其中發(fā)展迅速的包括組成大數(shù)據(jù)中心和知識庫構(gòu)建及服務(wù)技術(shù)、醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)表述搜索與存儲訪問技術(shù)、醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與集成融合技術(shù)等[6]。

2.2 基于大數(shù)據(jù)的新興計(jì)算技術(shù)

關(guān)于大數(shù)據(jù)的技術(shù)可以分為三類，一是平臺類，如Hadoop和Spark;二是算法類，如機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘等;三是網(wǎng)絡(luò)類，如物聯(lián)網(wǎng)、5G通信等。我們將這三類計(jì)算技術(shù)總結(jié)為“云管端”的架構(gòu)。

云：負(fù)責(zé)處理海量數(shù)據(jù)的計(jì)算平臺，涉及到的技術(shù)包括網(wǎng)格計(jì)算、云計(jì)算等，目前最常用的方案是Hadoop和Spark這兩個(gè)Apache開源項(xiàng)目;面對海量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲方式已經(jīng)無法滿足要求，因此在解決當(dāng)前基于大數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用問題時(shí)，也顯得捉襟見肘，而Hadoop和Spark應(yīng)運(yùn)而生，經(jīng)過近10年的發(fā)展，二者已經(jīng)成為當(dāng)前最為流行且成熟的大數(shù)據(jù)問題的解決方案。

管：負(fù)責(zé)海量數(shù)據(jù)在云端和終端之間的雙向傳輸，傳統(tǒng)的方案是基于互聯(lián)網(wǎng)的各種網(wǎng)絡(luò)模型，當(dāng)下流行的物聯(lián)網(wǎng)則極大的擴(kuò)充了“數(shù)據(jù)管道”的形態(tài);數(shù)據(jù)管道從接入、匯聚、核心等3個(gè)層面把數(shù)據(jù)流打通，并提供足夠的帶寬保障。例如，通過5G網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)院外醫(yī)聯(lián)體醫(yī)院觀看手術(shù)、學(xué)術(shù)會議轉(zhuǎn)播手術(shù)、移動端遠(yuǎn)程指導(dǎo)手術(shù)等[7]。

端：負(fù)責(zé)終端數(shù)據(jù)的采集，對醫(yī)療行業(yè)而言，傳統(tǒng)的終端是醫(yī)療設(shè)備，當(dāng)下則出現(xiàn)許多應(yīng)用于各種醫(yī)療場景的智能硬件，具有存儲和網(wǎng)絡(luò)的功能。比如血糖儀、血氧儀、體重秤、跑步機(jī)等，這些傳統(tǒng)的與健康相關(guān)的終端產(chǎn)品都被賦予了網(wǎng)絡(luò)模塊，從而形成一個(gè)互聯(lián)互通的整體生態(tài)產(chǎn)品系列，每一次使用這些產(chǎn)品所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都會被及時(shí)記錄存儲。

3? 基于大數(shù)據(jù)平臺的健康管理

常見的健康管理的場景是體檢中心和健康養(yǎng)老，前者的服務(wù)對象主要是中青年等職業(yè)群體，后者的服務(wù)對象主要是患有慢性病的老年群體。結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺，可以針對這兩種健康管理的場景做一些創(chuàng)新探索。比如通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，針對電子病歷進(jìn)行深度分析，發(fā)現(xiàn)潛在的疾病風(fēng)險(xiǎn);再如通過智能終端實(shí)時(shí)監(jiān)測老年人的體征指標(biāo)，及時(shí)給出建議和預(yù)警。總體來看，圍繞大數(shù)據(jù)平臺的健康管理領(lǐng)域的應(yīng)用，從信息化流程來看可以分為數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、反饋等若干環(huán)節(jié)。

3.1 數(shù)據(jù)的采集和傳輸

越來越多的小型智能硬件被廣泛應(yīng)用到健康管理領(lǐng)域（如醫(yī)學(xué)咨詢服務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、老年人實(shí)時(shí)監(jiān)測），這些硬件具有操控便捷、攜帶方便、支持遠(yuǎn)程管理、接入大數(shù)據(jù)平臺等特點(diǎn)，并可根據(jù)目標(biāo)群體進(jìn)行定制化研發(fā)。

這些終端將采集到的醫(yī)療數(shù)據(jù)和健康數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)向云端傳輸，物聯(lián)網(wǎng)在這個(gè)過程中扮演了重要角色，它將已經(jīng)成熟的互聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)實(shí)現(xiàn)子集，呈現(xiàn)出更加豐富的聯(lián)網(wǎng)方案和應(yīng)用實(shí)踐。采集和傳輸環(huán)節(jié)，需要特別考慮的是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性，因?yàn)樗婕暗臄?shù)據(jù)都是與健康和醫(yī)療相關(guān)的重要私密信息，所以在研發(fā)智能終端和設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)傳輸方案時(shí)，軟件工程人員要和醫(yī)學(xué)專業(yè)人才緊密配合，充分溝通。

另一方面，以智能穿戴設(shè)備為代表的終端存在采集數(shù)據(jù)無標(biāo)準(zhǔn)、不規(guī)范，數(shù)量眾多但質(zhì)量不高，所收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也無法得到保證，不能確定其是否真正具有價(jià)值，也就不能為臨床診斷、健康評估提供有效支持[8]。這也是健康管理領(lǐng)域在結(jié)合新興技術(shù)時(shí)需要補(bǔ)足的短板。

3.2 數(shù)據(jù)的處理和信息的反饋

獲取到醫(yī)療和健康大數(shù)據(jù)之后，就需要對其進(jìn)行處理和分析。針對不同類型的健康管理實(shí)踐，可以采用不同的技術(shù)手段，比如針對電子病歷數(shù)據(jù)，可以使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來分析其特征來輔助診斷;針對慢性病患者的歷史數(shù)據(jù)，可以使用模式識別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行疾病預(yù)測;針對獨(dú)處居家的老年人，可以結(jié)合視頻監(jiān)控和生物傳感器進(jìn)行安全預(yù)警和用藥提醒。健康數(shù)據(jù)的處理是大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用到健康管理的核心環(huán)節(jié)，如何從健康大數(shù)據(jù)中獲取到有價(jià)值的信息是十分有意義的研究方向。

大數(shù)據(jù)分析的直接目的是獲取價(jià)值信息，最終目的是為了服務(wù)目標(biāo)群體，所以價(jià)值信息向目標(biāo)群體的反饋也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。目前在工程設(shè)計(jì)中常用的反饋是通過物聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控、圖文識別、人臉識別、5G通信等綜合性技術(shù)手段，定期或?qū)崟r(shí)地向目標(biāo)群體推送消息，接收平臺一般是手機(jī)等智能終端。一種比較特殊的情況是，年齡較高的老年人，無法掌握智能手機(jī)的使用方法，導(dǎo)致不能接收健康反饋和醫(yī)囑指導(dǎo)，由此可見，大數(shù)據(jù)平臺與健康管理的融合還有很多實(shí)際問題需要研究解決。

3.3 成都醫(yī)學(xué)院的大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用示范

2018年，在成都醫(yī)學(xué)院舉辦的“大數(shù)據(jù)時(shí)代智慧養(yǎng)老產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新研討會”上，教育部學(xué)校規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中心、成都醫(yī)學(xué)院、曙光瑞翼教育簽署三方合作框架協(xié)議，數(shù)據(jù)中國“百校工程”項(xiàng)目“健康養(yǎng)老大數(shù)據(jù)應(yīng)用創(chuàng)新中心”正式落戶成都醫(yī)學(xué)院。這是數(shù)據(jù)中國“百校工程”項(xiàng)目在全國的第一個(gè)健康養(yǎng)老大數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)中心由大健康與智能工程學(xué)院負(fù)責(zé)搭建，目前已建成四川省健康養(yǎng)老領(lǐng)域的區(qū)域云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能的體驗(yàn)展示中心，以及大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)、科研創(chuàng)新、技術(shù)服務(wù)和應(yīng)用開發(fā)基地，基于成都醫(yī)學(xué)院的優(yōu)勢和特色，該中心將著重在健康養(yǎng)老、健康教育、慢病管理3個(gè)領(lǐng)域展開工作。

數(shù)據(jù)中心的體驗(yàn)區(qū)，已部署健康一體機(jī)、指甲式血氧儀、血糖儀、電子體重秤、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測、智能脊柱測量儀等一系列智能終端，并通過無線局域網(wǎng)，將實(shí)時(shí)采集到的終端數(shù)據(jù)傳輸至云計(jì)算機(jī)房的存儲陣列。在應(yīng)用層面，部署Infinity9000軟件平臺針對大數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、挖掘和展示;同時(shí)Infinity9000支持二次開發(fā)，提供了Python、C等編程語言的中間層接口，便于針對實(shí)際需求靈活地開發(fā)應(yīng)用程序。

4? 結(jié)語

健康管理領(lǐng)域從創(chuàng)立以來，隨著時(shí)代和科技的發(fā)展，其內(nèi)涵和業(yè)務(wù)也不斷發(fā)展。近年來，隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的興起，健康管理領(lǐng)域，通過與新技術(shù)的深入融合，也誕生了新的應(yīng)用模式，并已經(jīng)在高校中開展實(shí)踐探索，各地也有成功落地的工程項(xiàng)目。同時(shí)，我們也認(rèn)識到健康管理領(lǐng)域還有許多問題無法通過現(xiàn)有的技術(shù)較完備的解決，這也是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到健康領(lǐng)域的過程中需要繼續(xù)探索的課題。

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