大數(shù)據(jù)背景下中藥信息化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

孫赫濃，劉崇玉，施明毅，鄭 瑩，馮怡帆

(成都中醫(yī)藥大學(xué)，四川 成都 611137)

中藥的歷史淵遠(yuǎn)流長(zhǎng)，從古至今，中藥產(chǎn)業(yè)一直是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。但傳統(tǒng)中藥產(chǎn)業(yè)從栽培、采收、加工、運(yùn)輸?shù)阶詈蟮呐R床應(yīng)用過(guò)程中，存在流通周期長(zhǎng)、質(zhì)量監(jiān)控困難、量化標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、藥方推廣困難等一系列問(wèn)題，極大地限制了中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)等信息化技術(shù)的蓬勃發(fā)展，中藥信息化產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。

在大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，中藥信息化產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展雖然在一定程度上緩解了傳統(tǒng)中藥產(chǎn)業(yè)的傳播發(fā)展問(wèn)題，為中藥信息化產(chǎn)業(yè)增添了新的創(chuàng)新點(diǎn)，但由于中藥知識(shí)體系復(fù)雜多樣，中藥信息化發(fā)展依舊面臨諸多挑戰(zhàn)。本文擬對(duì)中藥信息化建設(shè)及其面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，以及大數(shù)據(jù)技術(shù)如何有效助力中藥信息化發(fā)展進(jìn)行分析。

1 中藥信息化及大數(shù)據(jù)技術(shù)

1.1 中藥信息化

中醫(yī)中藥是中國(guó)傳統(tǒng)文化的重要部分，是中華民族的瑰寶。在各類信息化技術(shù)蓬勃發(fā)展的環(huán)境下，中藥信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也迎來(lái)了新的高潮。中藥信息化建設(shè)主要包括中藥組方規(guī)律研究、中藥質(zhì)量控制、中藥作用機(jī)制研究、中藥藥效評(píng)價(jià)與藥性研究以及中藥不良反應(yīng)評(píng)價(jià)等方面[1]。

1.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在中藥信息化建設(shè)中的作用

大數(shù)據(jù)是指無(wú)法在一定時(shí)間范圍內(nèi)使用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)的集合，大數(shù)據(jù)技術(shù)包括數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)導(dǎo)向等[2]。大數(shù)據(jù)技術(shù)有效解決了中藥信息數(shù)據(jù)龐大、存儲(chǔ)困難以及分析算法復(fù)雜等問(wèn)題，保證了中藥信息化建設(shè)下數(shù)據(jù)的安全性、可靠性、準(zhǔn)確性及共享性，確保最大限度地對(duì)中藥信息化各方面建設(shè)中相關(guān)數(shù)據(jù)的規(guī)律性、邏輯性進(jìn)行探究，并對(duì)可能產(chǎn)生的結(jié)果或問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)。大數(shù)據(jù)技術(shù)可為中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的血液，增添活力，提升健康醫(yī)療服務(wù)效率和質(zhì)量，擴(kuò)大資源供給，不斷滿足群眾多層次、多樣化的健康需求，尋求中藥信息化產(chǎn)業(yè)與其他現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的結(jié)合與創(chuàng)新，保障中藥信息化產(chǎn)業(yè)的多樣性，為中藥信息化發(fā)展提供新的思路[3]。

2 中藥信息化發(fā)展的機(jī)遇

2.1 中藥優(yōu)良品種創(chuàng)新及藥方創(chuàng)新

現(xiàn)有的中藥典籍，如《本草綱目》《證類本草》等包含大量中藥種植、培育方法以及藥方配制等信息。在大量的中藥及藥方信息數(shù)據(jù)中，探求具有相似外形、相似療效等中藥基因組的內(nèi)在聯(lián)系，運(yùn)用對(duì)照等科學(xué)方法尋找對(duì)中藥產(chǎn)生影響的因素，控制變量記錄大量數(shù)據(jù)，從而獲得不同基因組合、種植培育方法對(duì)中藥產(chǎn)生的規(guī)律性與差異性影響，改革創(chuàng)新中藥種植培育方法，培育中藥新品種。藥方炮制過(guò)程中，細(xì)化時(shí)間；臨床應(yīng)用過(guò)程中，細(xì)化用量。通過(guò)大量數(shù)據(jù)記錄，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析中藥制作、臨床應(yīng)用過(guò)程中的規(guī)律性、邏輯性信息，改良創(chuàng)新藥方，尋找新的中藥方運(yùn)用方法。

2.2 中藥生產(chǎn)流通過(guò)程的質(zhì)量控制

隨著中國(guó)傳統(tǒng)文化的不斷弘揚(yáng)，中醫(yī)中藥受重視程度日漸提升，人們對(duì)于中醫(yī)治療效果的要求也不斷提升。中藥作為中醫(yī)臨床應(yīng)用的主要藥物，其質(zhì)量極大地影響了中醫(yī)的治療效果。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)中藥從種植到臨床用藥等一系列過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，使中藥整個(gè)流通過(guò)程模塊化、細(xì)節(jié)化，最大限度地保證中藥質(zhì)量信息的透明性、安全性，增強(qiáng)中醫(yī)中藥治療的可靠性，避免由于人為因素造成的中藥質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)大量的數(shù)據(jù)分析，對(duì)中藥生產(chǎn)到臨床應(yīng)用過(guò)程中易產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)估，分析產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的可能原因，探尋解決方法，減少中藥質(zhì)量問(wèn)題。

2.3 中藥臨床量效標(biāo)準(zhǔn)化與個(gè)體化

患者由于病情輕重、體質(zhì)等因素，導(dǎo)致所需治療方式不同，需根據(jù)患者的實(shí)際病情，制定不同的藥方，可使藥效最大程度發(fā)揮，加快治愈速度。中藥量效標(biāo)準(zhǔn)化、個(gè)體化需要大量臨床數(shù)據(jù)的記錄與分析?？刂谱兞?，總結(jié)出一定范圍內(nèi)的用量標(biāo)準(zhǔn)，尋找內(nèi)在邏輯、規(guī)律，對(duì)不良反應(yīng)發(fā)生的用量范圍進(jìn)行劃定，避免其發(fā)生。同時(shí)還可根據(jù)大量臨床數(shù)據(jù)分析出病人體質(zhì)量、身高、體質(zhì)等因素，細(xì)化中藥用量，使中藥個(gè)體化給藥有更為明顯的體現(xiàn)。

3 中藥信息化發(fā)展存在的問(wèn)題

3.1 中藥流通周期長(zhǎng)，質(zhì)量控制困難

影響中藥質(zhì)量的因素多樣，中藥材從栽培、采收、加工、運(yùn)輸，再到中成藥的研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)等環(huán)節(jié)，都不同程度地存在著一定的安全問(wèn)題，對(duì)中藥流通過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，從而有效保證中藥質(zhì)量顯得尤為重要[4]。但中藥流通運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、信息透明度不足、經(jīng)手人員復(fù)雜等因素，導(dǎo)致質(zhì)量監(jiān)控難度增加，難以對(duì)影響中藥質(zhì)量的人為因素進(jìn)行監(jiān)控。除人為因素外，還存在一些未知的客觀因素需要大量的數(shù)據(jù)記錄、分析，尋找中藥生產(chǎn)過(guò)程中影響質(zhì)量的客觀因素，從而進(jìn)行不斷改良修正。臨床所使用的中藥質(zhì)量沒(méi)有明確保障，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，難以追溯問(wèn)題源頭。

3.2 中藥量效標(biāo)準(zhǔn)化困難

在臨床過(guò)程中，中藥劑量是影響藥效的重要因素，而中藥成分復(fù)雜多樣，往往存在多個(gè)靶點(diǎn)、多個(gè)環(huán)節(jié)起作用的現(xiàn)象，還有一部分中藥具有雙向調(diào)節(jié)作用[5]。如艾葉可用于溫經(jīng)止血，但大量使用則可能產(chǎn)生不良反應(yīng)。同時(shí)，中醫(yī)理論體系具有復(fù)雜而繁多的層級(jí)結(jié)構(gòu)并且注重相互絡(luò)屬與聯(lián)系[6]。根據(jù)病癥不同、病人體質(zhì)不同及所希望達(dá)到的治療效果不同，中藥的用量皆有不同。這些原因?qū)е轮兴幜啃?biāo)準(zhǔn)化存在一定困難。

3.3 中藥信息種類繁多，整合存儲(chǔ)困難

中藥從產(chǎn)地、炮制方法到適應(yīng)證、用量等信息數(shù)據(jù)量龐大，存在種植、炮制、流通、應(yīng)用等多種信息，同時(shí)由于環(huán)境的改變，部分可供藥用且蘊(yùn)藏量較大的資源正瀕臨滅絕，中藥材也包含在其中[7]。對(duì)這部分中藥資源種子、基因、種植環(huán)境、培育方法等信息的存儲(chǔ)面臨極大困難。除此之外，中藥信息還包括各類中藥典籍，其數(shù)量龐大，且部分典籍內(nèi)容不完整，對(duì)現(xiàn)有的文化典籍的填充完善、整合存儲(chǔ)顯得更加困難且重要。

3.4 中藥信息化創(chuàng)新人才缺乏

隨著科技的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步，越來(lái)越多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與信息化產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，一大批新興產(chǎn)業(yè)正在涌現(xiàn)，而國(guó)內(nèi)信息化相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大部分仍處于前期。中醫(yī)中藥作為我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，對(duì)其信息化建設(shè)顯得尤為重要。但現(xiàn)今我國(guó)中藥信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展程度明顯不足，醫(yī)療機(jī)構(gòu)嚴(yán)重缺乏專業(yè)醫(yī)療IT人才，這在很大程度上與醫(yī)療信息化教育觀念缺失相關(guān)[8]。國(guó)內(nèi)與中藥信息化相關(guān)的學(xué)科數(shù)量少，建設(shè)不足，發(fā)展不夠。對(duì)中藥信息化人才培養(yǎng)的重視程度不夠、培養(yǎng)流程不成體系以及缺乏實(shí)踐機(jī)會(huì)造成經(jīng)驗(yàn)不足等問(wèn)題導(dǎo)致中藥信息化人才呈現(xiàn)短缺的局面。

3.5 中藥文化傳播困難

西醫(yī)西藥進(jìn)入中國(guó)后占據(jù)優(yōu)勢(shì)，在此局面下，中藥文化的傳播程度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。著眼國(guó)內(nèi)，國(guó)人由于不了解中醫(yī)中藥知識(shí)，對(duì)于中醫(yī)中藥產(chǎn)生不信任感，更有甚者抹黑中醫(yī)中藥，對(duì)于中藥文化的傳播表現(xiàn)出消極態(tài)度，這對(duì)于中藥文化及中藥信息化在國(guó)內(nèi)的發(fā)展造成一定困難。放眼國(guó)外，相比于西醫(yī)西藥在國(guó)內(nèi)的傳播與發(fā)展程度，中醫(yī)中藥在國(guó)外的傳播及應(yīng)用程度明顯不足，中醫(yī)中藥文化有著源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的歷史，許多典籍由文言文撰寫而成，不易于理解，這對(duì)于中藥文化在國(guó)外的傳播造成了一定困難。

4 大數(shù)據(jù)技術(shù)助力中藥信息化發(fā)展

4.1 中藥新藥方的創(chuàng)新

運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)現(xiàn)有中藥、藥方以及各類中醫(yī)中藥典籍進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過(guò)大數(shù)據(jù)與大規(guī)模云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，尋找不同中藥、中藥方之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)邏輯分析，極大地增加了創(chuàng)新藥方的可能性。劉超男等[9]對(duì)“方書之祖”《傷寒論》的內(nèi)容進(jìn)行分析，基于形式概念分析的復(fù)雜概念網(wǎng)絡(luò)方法，對(duì)《傷寒論》的方藥知識(shí)進(jìn)行梳理，進(jìn)一步說(shuō)明了此方法在方藥發(fā)掘上的可能性。相比于人工思維的方法，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)助力于新藥的創(chuàng)新與研發(fā)，為藥方創(chuàng)新提供可靠導(dǎo)向，極大地節(jié)省了研發(fā)時(shí)間，對(duì)于內(nèi)在關(guān)系分析更為透徹清晰，提高了經(jīng)濟(jì)效益與開(kāi)發(fā)效率。

4.2 中藥量效標(biāo)準(zhǔn)化與個(gè)體化

中藥用量及療效由于患者體質(zhì)等諸多因素而有所不同。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，按照適應(yīng)證、特征等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于中藥進(jìn)行分類，并對(duì)不同患者癥狀及體質(zhì)特征進(jìn)行分類，分析挖掘臨床量效的用藥信息，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)建立量效標(biāo)準(zhǔn)化用量表。在不良反應(yīng)方面，通過(guò)對(duì)大量臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)的爬取、分析、綜合，根據(jù)不同患者身高、體質(zhì)量等信息，精確藥物用量，嚴(yán)防不良反應(yīng)的發(fā)生。同時(shí)可設(shè)計(jì)臨床用藥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，記錄臨床病例用藥量效結(jié)果，不斷更新數(shù)據(jù)，使標(biāo)準(zhǔn)更加精確化。在范圍標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步分析不同患者的獨(dú)特性，從多個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)考慮，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，微調(diào)藥量，精準(zhǔn)遣藥組方，即做到“一人一藥一方”。通過(guò)對(duì)電子處方及醫(yī)藥文獻(xiàn)等數(shù)據(jù)的挖掘分析，完成臨證時(shí)方藥的劑量和組成的最佳組合，使方藥的使用精準(zhǔn)化[10]。

4.3 中藥質(zhì)量監(jiān)控、中藥質(zhì)量溯源體系建立

影響中藥質(zhì)量及安全性的因素是復(fù)雜且多樣的，中藥資源在生長(zhǎng)種植研究中產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，整合挖掘數(shù)據(jù)，合理應(yīng)用數(shù)據(jù)，對(duì)于科學(xué)管理中藥資源有著極其重要的作用，對(duì)中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和臨床用藥安全有深遠(yuǎn)的影響[11]。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，建立中藥質(zhì)量溯源體系，可以對(duì)中藥從種植、采收、加工炮制到市場(chǎng)流通銷售的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并監(jiān)控，使中藥材實(shí)現(xiàn)“來(lái)源可知，去向可追，質(zhì)量可查，責(zé)任可究”，大大提高了對(duì)中藥材市場(chǎng)的監(jiān)管力度[12]。通過(guò)對(duì)中藥產(chǎn)地、種植、采收、加工炮制、流通銷售等信息的數(shù)據(jù)挖掘分析，可以對(duì)于不同藥材最佳種植環(huán)境、采收時(shí)間、炮制方法以及貯存環(huán)境等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如產(chǎn)地、土壤中重金屬的含量、灌溉用水是否被污染等，都是生產(chǎn)高質(zhì)量藥材的決定因素[13]。獲得對(duì)中藥質(zhì)量產(chǎn)生影響的環(huán)境信息是保障不同中藥質(zhì)量最有效的方法。且一旦出現(xiàn)中藥質(zhì)量問(wèn)題，可以對(duì)其生產(chǎn)過(guò)程信息進(jìn)行逐步分析與排查，追溯問(wèn)題出現(xiàn)源頭，保障整個(gè)中藥流通過(guò)程的透明性。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，將中藥溯源信息及分析成果信息上傳至大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以更好地對(duì)信息資源進(jìn)行共享，同時(shí)通過(guò)廣泛數(shù)據(jù)驗(yàn)證，提高分析結(jié)果的正確性及全面性。中藥質(zhì)量追溯體系已逐步實(shí)現(xiàn)有關(guān)部門、地區(qū)和企業(yè)的追溯信息互通共享[14]。

4.4 平臺(tái)化中藥信息化人才培養(yǎng)

將各類中藥、信息化及中藥信息化相關(guān)課程、知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等上傳至平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)資源共享，擴(kuò)大中藥信息化學(xué)習(xí)范圍，促進(jìn)學(xué)習(xí)者之間的交流討論。同時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行定期測(cè)試考核，通過(guò)考核成績(jī)，利用現(xiàn)代化信息處理技術(shù)，對(duì)海量散亂分布的各種類型的教學(xué)資源進(jìn)行文本整合和數(shù)據(jù)挖掘，運(yùn)用科學(xué)化分類、聚類方法提取有效知識(shí)點(diǎn)，尋找更多中藥信息知識(shí)資源與現(xiàn)代化信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)，助力中藥信息化知識(shí)體系建立與發(fā)展[15]。同時(shí)通過(guò)平臺(tái)分析學(xué)習(xí)薄弱點(diǎn)，尋找問(wèn)題出現(xiàn)原因，調(diào)整課程安排等，分析出較為合理的中藥信息化人才培養(yǎng)機(jī)制，從而以更有效的培養(yǎng)方式、教育模式進(jìn)行中藥信息化人才培養(yǎng)。

4.5 中藥資源保存與傳播

通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，分析交流各類中藥資源信息，促進(jìn)中藥資源的不斷傳播。中藥文獻(xiàn)古籍?dāng)?shù)量極為龐大，將相關(guān)文獻(xiàn)古籍錄入大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行保存，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析等技術(shù)對(duì)中藥資源信息進(jìn)行整理、分類、保存。許多已經(jīng)消失或?yàn)l臨滅絕的中藥，可以運(yùn)用大數(shù)據(jù)信息化手段，建立中藥基因庫(kù)，將中藥基因保存下來(lái)，從而有效保存中藥資源?，F(xiàn)今許多珍貴的中藥方已經(jīng)瀕臨消失，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，可利用信息化手段、大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行保存，極大地保證了中藥方的準(zhǔn)確性。在中藥傳播方面，通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，將中醫(yī)中藥經(jīng)典文獻(xiàn)古籍中的文言文轉(zhuǎn)換為更加通俗易懂的語(yǔ)言，從而助力中藥文化的傳播與發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)中藥產(chǎn)業(yè)在現(xiàn)代大數(shù)據(jù)環(huán)境以及“互聯(lián)網(wǎng)+”的產(chǎn)業(yè)模式下面對(duì)許多困難，需要在現(xiàn)代信息技術(shù)的加持下，謀求更有利的發(fā)展方向與生存空間。政府對(duì)中醫(yī)藥信息化發(fā)展重視程度不斷提升，在《關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動(dòng)綱要》等文件基礎(chǔ)上制定了適合中醫(yī)藥全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的政策法規(guī)[16]。各大高校也對(duì)于醫(yī)療信息化人才培養(yǎng)更加重視。同時(shí)，諸如中藥管理系統(tǒng)等運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的中藥信息化產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)也逐漸投入到從中藥種植到臨床應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)中。在全社會(huì)的關(guān)注下，在大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展的環(huán)境下，中藥信息化產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。