數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在醫(yī)院信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳 龍

（宣城市衛(wèi)生健康信息中心，安徽宣城 242000）

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)院信息系統(tǒng)的建構(gòu)中將提升系統(tǒng)的精準(zhǔn)性，減少醫(yī)護(hù)人員的工作量，并精確給出患者治療意見，追蹤其就醫(yī)記錄，保證信息的全面性，提升醫(yī)療質(zhì)量。因此，將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)院信息系統(tǒng)中十分重要。

1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)內(nèi)涵

數(shù)據(jù)挖掘是在數(shù)據(jù)中挖掘出有用的信息，其中數(shù)據(jù)具備隨機(jī)性強、模糊性高、數(shù)量龐大的特點，從中所挖掘出的信息是無法通過人工篩選或者難以直接獲取的內(nèi)容，人們借助這一系列的操作，能夠直接得到可用的有價值的數(shù)據(jù)信息[1]。此項技術(shù)包含前期準(zhǔn)備階段和數(shù)據(jù)計算分析整合階段。前期準(zhǔn)備中涵蓋對數(shù)據(jù)的收集，因所輸入的信息來源于多個系統(tǒng)，所以格式也有所差異，尤其是醫(yī)院信息系統(tǒng)中所包含的各類數(shù)據(jù)，均有自身的特征。例如，圖像格式的ACS 系統(tǒng)，數(shù)據(jù)格式有別于其他信息，因此在收集數(shù)據(jù)信息時，要符合所具備碎片化、分布式和異構(gòu)性的特征。在醫(yī)院信息系統(tǒng)中難以避免地會摻雜噪聲數(shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)需用專業(yè)的工具將其篩除，并將有利用價值的數(shù)據(jù)存儲于系統(tǒng)中[2]。

目前，常用的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)囊括了統(tǒng)計技術(shù)、決策樹、遺傳算法、關(guān)聯(lián)規(guī)則和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

（1）統(tǒng)計技術(shù)：此項技術(shù)是基礎(chǔ)，其主要功能是組織和描述數(shù)據(jù)集，根據(jù)上一步所獲得的信息導(dǎo)出有關(guān)結(jié)論。常見的統(tǒng)計分析辦法可分為線性判別分析、對數(shù)分析、貝葉斯定理、測評數(shù)據(jù)集差異等，都能夠在醫(yī)院信息系統(tǒng)的構(gòu)建中發(fā)揮出作用。

（2）決策樹：此項技術(shù)的特點是直觀易懂，是一種常見的探索式挖掘方法，作用原理是從根節(jié)點到葉子結(jié)點，具體而言是在根節(jié)點處的樣本結(jié)合所契合的分類狀態(tài)篩選所進(jìn)入的分支節(jié)點，最終停留于葉子結(jié)點處。此過程具備循環(huán)性的特點，在多次循環(huán)后形成分類訓(xùn)練樣本器。ID3、CHAID、CART 算法均屬于決策樹算法的范疇。

（3）遺傳算法：此種算法的基礎(chǔ)是達(dá)爾文進(jìn)化論，模仿物競天擇、優(yōu)勝劣汰的機(jī)制，呈現(xiàn)出適者生存的效果[3]。其中較為常見的求解技術(shù)包括：遺傳規(guī)劃、進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法等，具體的技術(shù)作用原理是在獲取初始種群信息后進(jìn)行編碼，評價各種群的適應(yīng)能力，計算機(jī)根據(jù)終止指令要求確定是否符合終止條件，如若滿足，則此算法停止作用，反之，則繼續(xù)進(jìn)行選擇交叉的循環(huán)操作。

（4）關(guān)聯(lián)規(guī)則：關(guān)聯(lián)規(guī)則實際上也是算法的一種，其包含兩個項集，二者之間具備關(guān)聯(lián)特征，其中一個項集會在另一個項集出現(xiàn)變化時發(fā)生變化，此種變化具備一定的規(guī)律性。Prefixspan、FreeSpan、FP-G、Apriori 算法包含在關(guān)聯(lián)規(guī)則算法中。

（5）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：此種技術(shù)是智能化的典型代表，機(jī)器在自我學(xué)習(xí)后具備了人腦的部分思維，因此可結(jié)合所獲取的經(jīng)驗對所學(xué)知識予以利用。具體的作用原理是：根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的對應(yīng)關(guān)系，輸入的例子可對應(yīng)輸出相應(yīng)的內(nèi)容，在整體學(xué)習(xí)完畢后，形成獨特的具備人腦思維水平的判斷。應(yīng)用后可在獲取到測試集的例子時判定其是否與預(yù)期相符合，如此構(gòu)建完整的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以此達(dá)成判斷事物分類及篩選任務(wù)的目標(biāo)。

2 醫(yī)院信息系統(tǒng)簡述

醫(yī)院信息系統(tǒng)的構(gòu)建需借助HIS 技術(shù)，形成總體結(jié)構(gòu)和完備的運行環(huán)境。由于醫(yī)院的信息數(shù)量龐大，為達(dá)到清晰簡明的要求，采取模塊化設(shè)計的方式，系統(tǒng)被拆分成多個模塊，針對每個模塊承載的功能繼續(xù)細(xì)化，從而降低復(fù)雜性。并且通過分模塊的設(shè)計，能夠踐行低耦合、高內(nèi)聚的需要，系統(tǒng)可讀性更高，便于后期使用中及時維護(hù)[4]。一般在醫(yī)院中可分為多個組成部分：醫(yī)技工作站、藥房、住院部、門診部等，每個部分還可分為不同的模塊負(fù)責(zé)收費、輔助診療、管理等，充分體現(xiàn)出元信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)特點。構(gòu)建醫(yī)院系統(tǒng)時除了要運用數(shù)據(jù)處理技術(shù)外，還要在硬件技術(shù)、計算機(jī)軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多項技術(shù)的共同作用下實現(xiàn)，因此研究數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在醫(yī)院信息系統(tǒng)中的應(yīng)用十分必要，其在多個技術(shù)中展現(xiàn)著不可替代的價值。

3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在醫(yī)院信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已經(jīng)在各個行業(yè)都得到了不同程度的應(yīng)用，與大數(shù)據(jù)時代的主流理念相輔相成，不僅能夠貼合用戶的個性化服務(wù)需求，還能助推整個行業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展，因此在醫(yī)院信息系統(tǒng)中運用此項技術(shù)不可忽視。隨著應(yīng)用覆蓋面的擴(kuò)展，醫(yī)療數(shù)據(jù)挖掘也存在著不容小覷的難點，其中在預(yù)處理階段由于醫(yī)療信息多為殘缺的，并且噪聲信息過多，這就使得過濾冗余信息的處理任務(wù)變多，無法保持高效的處理效率。加之信息融合技術(shù)和挖掘技術(shù)可靠性方面仍舊不成熟，因此結(jié)合實際應(yīng)用探討其中的優(yōu)化方案是技術(shù)升級的要點。因此，從醫(yī)院管理、臨床診療和病案數(shù)據(jù)應(yīng)用方面進(jìn)行簡要分析。

3.1 醫(yī)院管理方面

每天在醫(yī)院中輸入的信息眾多，在如此龐大的數(shù)據(jù)面前，所產(chǎn)生的微小錯誤都有可能影響到每位病患的就診記錄和用藥信息，因此要運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，消除傳統(tǒng)人工處理信息所帶來的任務(wù)量大、數(shù)據(jù)整合效果不理想的弊端，提升數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度。在此項技術(shù)的介入下，醫(yī)院信息系統(tǒng)在獲取初始信息會進(jìn)行挖掘，定位與患者相關(guān)的診斷與用藥信息，從而便捷疾病研究的整個過程。診斷數(shù)據(jù)是醫(yī)療疾病電子數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵組成部分，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可準(zhǔn)確地將所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行運用，并予以歸類。按照疾病的類型對其中所包含的診療頻率和規(guī)律展開分析，不同的疾病類型所對應(yīng)的發(fā)生率和疾病產(chǎn)生原因有所不同，應(yīng)用此項技術(shù)即可直接分析分類，節(jié)省了大量的操作時間。除此以外，醫(yī)院信息系統(tǒng)的完備性代表了整個醫(yī)院管理的水平，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠在收費端發(fā)揮作用，選擇和研究收費項目，確定此項收費的來源，并按照醫(yī)療服務(wù)、設(shè)備使用等類別加以區(qū)分，直接在系統(tǒng)中存儲代表醫(yī)療質(zhì)量和服務(wù)的條目，列出設(shè)備日檢、報修和消耗量的具體數(shù)字，便于在后續(xù)調(diào)取信息的過程中定位仍需繼續(xù)深化的部分，以此為醫(yī)院整體運營水平的提升奠定基礎(chǔ)，給出決策意見。技術(shù)的合理應(yīng)用能夠評估醫(yī)院目前的醫(yī)療水平和能力，此項分析評估操作具備多層次、全方位的特點，適合作為醫(yī)院發(fā)展方向確定的基礎(chǔ)材料，有助于領(lǐng)導(dǎo)人員結(jié)合結(jié)論對現(xiàn)有的弊端予以清除，改善醫(yī)院的環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)備狀態(tài)。

醫(yī)院管理是在所有工作人員都能正確操作和使用信息系統(tǒng)的前提下實現(xiàn)，因此信息管理系統(tǒng)實際上為辦公系統(tǒng)，數(shù)據(jù)挖掘信息的引入能夠保證數(shù)據(jù)查詢、修改和統(tǒng)計任務(wù)的精確程度，所獲得的匯總信息利用價值更高。實際應(yīng)用技術(shù)的過程中，能建立數(shù)據(jù)庫，在庫中輸入醫(yī)院的支出類別和收入費用具體信息，在此基礎(chǔ)上使用各類算法進(jìn)行計算，挖掘出醫(yī)療費用中是否存在著不合理的條目，例如：收費和報銷項目是否合理，比例是否與市級比例標(biāo)準(zhǔn)相符合等，在發(fā)現(xiàn)問題后，能直接與上級管理部門進(jìn)行溝通，將收費標(biāo)準(zhǔn)合理化。特別是在單一病種的管理中，數(shù)據(jù)挖掘十分必要，在對信息數(shù)據(jù)深度挖掘后，建立多維模型，鍵入住院時間、費用結(jié)構(gòu)和費別，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和切片處理后，模型顯示分析結(jié)論，便于醫(yī)生在眾多治療方案中擇優(yōu)，指導(dǎo)臨床治療路徑朝著規(guī)范的方向發(fā)展，縮短病患住院的必要時間，及時調(diào)整床位信息，有助于保障醫(yī)療質(zhì)量。

人事管理方面也可應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，在將考核標(biāo)準(zhǔn)輸入到管理平臺后，對后續(xù)所輸入的人員考核數(shù)據(jù)進(jìn)行評估，確定不同部門的人員是否與醫(yī)院發(fā)展趨勢共同進(jìn)步，結(jié)合考核結(jié)果配備相應(yīng)的人員優(yōu)化管理辦法，對各個部門的崗位人員布置加以完善。

3.2 臨床診療方面

臨床診療要以檢查結(jié)果和患者病癥為前提，醫(yī)護(hù)人員結(jié)合上述診斷得出相應(yīng)的救助和治療方案。病患信息中較為重要的是所在地區(qū)、年齡和既往病史，三者間有一定的聯(lián)系，此種聯(lián)系在人工處理中難以直接看出，而應(yīng)用數(shù)據(jù)信挖掘技術(shù)能夠分析出其中的規(guī)則，給出的治療意見更具備針對性，從而縮短看診時間。文字和數(shù)字信息并非是此項技術(shù)應(yīng)用的小范圍，其還能夠?qū)獗P影像、醫(yī)學(xué)圖文等展開深入挖掘，進(jìn)而形成完備的數(shù)據(jù)模型，醫(yī)護(hù)人員結(jié)合所給結(jié)論細(xì)化用藥方案，確定病情的嚴(yán)重程度，對應(yīng)給出具體的治療建議。服務(wù)型社會的建立是目前我國行業(yè)發(fā)展的大趨勢，在此背景下，醫(yī)院想要有所轉(zhuǎn)變和升級，也應(yīng)當(dāng)時刻以構(gòu)建服務(wù)型醫(yī)院為目標(biāo)，而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用能夠挖掘出HIS 系統(tǒng)所存儲的信息，此類醫(yī)療數(shù)據(jù)代表了個性化服務(wù)的內(nèi)容，有利于基于此為不同的病患設(shè)計出對應(yīng)的醫(yī)治策略，緩和醫(yī)患關(guān)系。由于數(shù)據(jù)本身具備客觀性的特點，也在一定程度上降低了因醫(yī)生主觀判斷而導(dǎo)致決策失敗情況的發(fā)生概率，避免醫(yī)療器材和設(shè)備的浪費。

在臨床診療中應(yīng)用頻率較高的技術(shù)是聚類分析技術(shù)，其包含在數(shù)據(jù)分析技術(shù)之中，在運用環(huán)節(jié)的具體步驟是：在住院部信息模塊中涵蓋患者的各項數(shù)據(jù)，技術(shù)作用于模塊中能整合分類各項信息數(shù)據(jù)，將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇y(tǒng)一的庫中，形成模型數(shù)據(jù)庫，醫(yī)護(hù)人員可在登錄平臺后檢索到住院患者的各項指標(biāo)。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)并非獨立存在，同類型病人的數(shù)據(jù)可以比對的形式呈現(xiàn)，醫(yī)護(hù)人員結(jié)合數(shù)據(jù)內(nèi)容能夠統(tǒng)計出同質(zhì)和差異信息，方便在管理住院病人時及時地填好基本信息和病因。在此基礎(chǔ)上，醫(yī)護(hù)人員可借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的實時監(jiān)測功能，將病人按照年齡等要素標(biāo)記成不同的組別，并在復(fù)查等環(huán)節(jié)對比病人的康復(fù)情況以及病情變化的趨勢，動態(tài)掌握每位病人的患病和治療結(jié)果。同時，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還能總結(jié)同一組別中病患的特征，顯示出所具備的特點規(guī)律，這將在后續(xù)治療中更為快速地給出醫(yī)治意見，助力診療水平的提高，真正為病患帶來新希望。

3.3 病案數(shù)據(jù)方面

每位患者在經(jīng)過治療后都會保留相應(yīng)的用藥信息、手術(shù)情況等，此過程也會產(chǎn)生大量的信息，保存和利用以上信息是對患者個人健康的保障，但通過傳統(tǒng)手段進(jìn)行存儲需要提供足夠的空間，這無疑是對資源的浪費，因此需要應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。實際應(yīng)用中要在LIS、CIS、HIS 系統(tǒng)的支持下，將數(shù)據(jù)予以整理，并就其中能夠體現(xiàn)出病因、治療手段、治療結(jié)果間邏輯聯(lián)系的部分，此種聯(lián)系可為某一類病情的研究奠定基礎(chǔ)。醫(yī)院科研人員針對某一病因展開細(xì)致研究，便可在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的幫助下使得疾病研究有據(jù)可依，而國家其他醫(yī)學(xué)研究人員同樣能夠在共享數(shù)據(jù)庫中加入個人研究成果，實時更新公共平臺信息，提升我國整體醫(yī)療水平。有些患者反映：醫(yī)院收費項目過多，其倍感壓力，出現(xiàn)這一不良現(xiàn)象也與醫(yī)院的不合理定價有關(guān)，借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，能夠就各項費用構(gòu)成情況、合理性給出明確評判，從業(yè)人員根據(jù)以上內(nèi)容可調(diào)整費用組成。住院病人手術(shù)的時間、所消耗的資源、開具的藥物清單等都要上傳到數(shù)據(jù)庫，醫(yī)院管理人員在確保醫(yī)院正常運行的基礎(chǔ)上，合理優(yōu)化費用組成結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出所具備的社會價值，為患者減輕壓力。

患者在就醫(yī)的過程中，其要完成多個步驟，每個步驟都可作為一個時間節(jié)點，在若干個諸如就診、取藥等節(jié)點案例按流程拼接下，才能實現(xiàn)就醫(yī)目標(biāo)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)針對每個節(jié)點間的長度予以分析，找出患者在就醫(yī)過程中耗費時間最長的項目，立足于此，醫(yī)院可對此提出合理化建議，適當(dāng)?shù)睾喕歪t(yī)程序、增派人力，如此才能保障患者的權(quán)益。根據(jù)不同時間段和就診類型信息的挖掘結(jié)果，分析住院、門診和急診的人數(shù)，建立預(yù)測時間模型，通過數(shù)字曲線發(fā)現(xiàn)周期性規(guī)律，并運用預(yù)測功能，確定下一周期。如此，醫(yī)院可對接資源管控和節(jié)約的要求，合理調(diào)用人財物。

患者在就診后的信息將傳輸?shù)侥Ｐ蛡}庫中，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將挖掘其在就診整個過程中的有效信息，對于有關(guān)聯(lián)的信息內(nèi)容要分類聚類，整合成一個組別，使用不同的顏色加以區(qū)分，顯示出每個小組的特征。在階段性病患數(shù)據(jù)分析工作中，調(diào)取此類信息，追蹤病情和恢復(fù)情況，及時對后續(xù)用藥和使用設(shè)備進(jìn)行修改，使得所治療方案更具有個性化服務(wù)的特點。

4 結(jié)束語

將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)院信息系統(tǒng)中是科技進(jìn)步的體現(xiàn)，能夠解決醫(yī)院運營管理中難以跨越的障礙，提升醫(yī)院管理、臨床診療和病案數(shù)據(jù)管理的實效，保護(hù)患者利益的前提下，為疾病研究助力。但因技術(shù)尚未成熟，仍舊需要精尖人才就數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用向更深層次拓展，助推醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。