基于人工智能的醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)與建設(shè)

朱伯堃 張教赟

關(guān)鍵詞：人工智能；醫(yī)療；大數(shù)據(jù)中心

1引言

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，其逐漸被應(yīng)用到醫(yī)療健康領(lǐng)域，如智能診斷、影像識(shí)別等，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療診斷服務(wù)一體化建設(shè)，對(duì)于現(xiàn)代醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展有著積極作用。在實(shí)際應(yīng)用人工智能技術(shù)的過程中，為保障技術(shù)應(yīng)用的有效性，以及診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，提高診斷速度，加強(qiáng)對(duì)基于人工智能的醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心建設(shè)研究很有必要。

2基于人工智能的醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)應(yīng)用方向

2.1輔助臨床診療

輔助臨床診療是當(dāng)前人工智能技術(shù)在醫(yī)療數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)中的主要應(yīng)用方向之一。通過對(duì)數(shù)據(jù)中心中患者的相應(yīng)病癥資料、數(shù)據(jù)信息以及360°視圖的分析和挖掘，為臨床診斷、治療提供可靠數(shù)據(jù)支持，并輔助決策，不僅有助于減少單一人工診療過程中可能存在的誤診問題，而且有助于提高診療效率，對(duì)于降低醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)、保障醫(yī)療質(zhì)量有著積極作用[1]。

2.2提升醫(yī)療質(zhì)量

基于醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建醫(yī)療質(zhì)量控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)醫(yī)療質(zhì)量數(shù)據(jù)的高效提取和分析，并由此展開事前防范、事中提醒以及事后分析，有助于提高醫(yī)療質(zhì)量水平，降低醫(yī)療事故發(fā)生概率。另外，相應(yīng)醫(yī)療質(zhì)量數(shù)據(jù)信息還能夠作為后續(xù)質(zhì)量分析和評(píng)價(jià)的原始數(shù)據(jù)，形成質(zhì)量控制閉環(huán)，為后續(xù)醫(yī)療質(zhì)量的優(yōu)化管控提供可靠支持。而且，通過對(duì)床位周轉(zhuǎn)率、住院時(shí)長(zhǎng)等相關(guān)指標(biāo)和數(shù)據(jù)的分析，還能夠有針對(duì)性地進(jìn)行醫(yī)療服務(wù)整改，對(duì)于提高醫(yī)院服務(wù)質(zhì)量、提升患者滿意度等有著良好的效果。

2.3支持醫(yī)院運(yùn)營(yíng)

基于醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)醫(yī)院運(yùn)營(yíng)管理數(shù)據(jù)的高效整合和保存管理，其不僅包括醫(yī)護(hù)人員視圖信息，還包括績(jī)效管理數(shù)據(jù)信息、醫(yī)院設(shè)備資源消耗情況等，能夠幫助醫(yī)院管理人員更加直觀、準(zhǔn)確地了解醫(yī)院運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)人員、資源以及資產(chǎn)的精細(xì)化管理，有助于提升醫(yī)院決策的可靠性以及運(yùn)營(yíng)管理水平。

2.4促進(jìn)科研發(fā)展

醫(yī)療大數(shù)據(jù)還可以為醫(yī)療科研工作提供數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)臨床數(shù)據(jù)的高效整合和提取，有助于提高醫(yī)療及科研工作的效率和質(zhì)量，對(duì)于醫(yī)療事業(yè)發(fā)展有著積極意義。同時(shí)，醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心的建立還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)醫(yī)院數(shù)據(jù)信息的有效整合，提高數(shù)據(jù)利用率，促使數(shù)據(jù)價(jià)值得到充分挖掘和發(fā)揮，為智慧醫(yī)院建設(shè)提供良好支持。

3醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心的實(shí)際應(yīng)用需求，要求該數(shù)據(jù)中心能夠?qū)︶t(yī)院系統(tǒng)后臺(tái)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和處理，為醫(yī)療工作的開展以及醫(yī)院運(yùn)營(yíng)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持[2]。為滿足上述要求，醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心架構(gòu)應(yīng)主要包括門戶層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層、服務(wù)支持層、數(shù)據(jù)治理層、數(shù)據(jù)層以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)層6個(gè)層次，如表1所列。

4醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心模塊設(shè)計(jì)

4.1患者主索引模塊

患者信息和臨床數(shù)據(jù)是醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心的主要組成部分，也是模塊設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容。但由于各醫(yī)院系統(tǒng)之間存在壁壘，系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)格式等差異較大，因此不同醫(yī)院系統(tǒng)之間的患者以及臨床數(shù)據(jù)信息難以有效共享。另外，門診患者與住院患者之間的信息數(shù)據(jù)軸線不同，門診患者是以就診號(hào)為就診依據(jù)的，相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)方式也是根據(jù)就診號(hào)進(jìn)行歸類保存的，但住院處患者的信息保存是以住院號(hào)為基準(zhǔn)的，二者互相割離，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效整合。為解決此類問題，在醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心模塊設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)患者主索引模塊的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)患者臨床信息之間的有效互通和共享。在實(shí)際進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)著重加強(qiáng)對(duì)以下幾個(gè)方面的重視。

（1）建立患者唯一識(shí)別性，針對(duì)患者住院號(hào)與門診號(hào)無法關(guān)聯(lián)的問題，將患者身份作為數(shù)據(jù)信息唯一識(shí)別參數(shù)，以對(duì)重復(fù)患者數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效整合，形成最佳記錄，實(shí)現(xiàn)對(duì)患者就診、體檢以及住院等相關(guān)系統(tǒng)信息的共享，并在此基礎(chǔ)上生成唯一ID，用于患者信息識(shí)別和提取。

（2）針對(duì)患者信息建立獨(dú)立索引系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)患者信息的單獨(dú)管理和索引。

（3）確保系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)支持患者、員工多種類型信息的索引、管理以及操作。

（4）要求系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)提供批量化數(shù)據(jù)導(dǎo)人和導(dǎo)出功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)原始數(shù)據(jù)信息的索引、提取和分析，并以此構(gòu)建主索引原始庫(kù)。

4.2數(shù)據(jù)治理功能模塊

傳統(tǒng)臨床數(shù)據(jù)中心與醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心之間存在明顯的差異，如表2所列，給實(shí)際人工智能技術(shù)的應(yīng)用帶來了極大困難。而數(shù)據(jù)治理功能的主要作用在于實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)信息的有效整合和處理，借助人工智能技術(shù)，提升數(shù)據(jù)集成度、強(qiáng)化數(shù)據(jù)收集的目的性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及規(guī)范化轉(zhuǎn)變，降低后續(xù)數(shù)據(jù)處理成本，為人工智能技術(shù)的應(yīng)用以及數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘提供便利[3]。

4.2.1自然語(yǔ)言處理

醫(yī)院運(yùn)營(yíng)過程中會(huì)生成大量的病歷，為確保患者能夠明確就診結(jié)果以及后續(xù)治療方式，病歷中會(huì)包含大量文書內(nèi)容，不利于醫(yī)療數(shù)據(jù)的提取，因此，需要對(duì)此類醫(yī)學(xué)自然語(yǔ)言進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化為能夠統(tǒng)一管理、存儲(chǔ)的醫(yī)療數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，需要利用人工智能技術(shù)，結(jié)合醫(yī)院文本以及醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)，借助機(jī)器學(xué)習(xí)方法，針對(duì)醫(yī)學(xué)文本，建立自然語(yǔ)言處理模型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)病歷文本信息的有效提取和處理，提升醫(yī)學(xué)自然語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平。在此過程中，可應(yīng)用的人工智能技術(shù)包括監(jiān)督式、非監(jiān)督式以及遷移式機(jī)器學(xué)習(xí)方法，通過分詞、詞性標(biāo)記、句法分析以及失序解析、變量匹配等方式，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)自然語(yǔ)言的有效轉(zhuǎn)化。

4.2.2術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化治理

醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)內(nèi)容廣泛、種類繁多，因此其標(biāo)準(zhǔn)化處理難度相對(duì)較高。因此，在實(shí)際進(jìn)行醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心建設(shè)的過程中，可通過智能算法建立醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化治理模型，以實(shí)現(xiàn)診斷、藥品等醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)的歸一處理。醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化治理系統(tǒng)應(yīng)包含知識(shí)庫(kù)、找回層和排序?qū)?個(gè)主要結(jié)構(gòu)。值得注意的是，在實(shí)際進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化治理系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，應(yīng)考慮到醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)中存在大量較高相似度的表達(dá)詞語(yǔ)，如哮喘、哮喘性等，為避免由此引發(fā)的醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化治理效果不佳的問題，在實(shí)際進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)在知識(shí)庫(kù)中設(shè)置自動(dòng)知識(shí)沖突檢測(cè)功能，借助人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)表達(dá)沖突詞匯的智能檢測(cè)，并自動(dòng)選擇最佳表達(dá)方式。

4.2.3數(shù)據(jù)質(zhì)量核查

為保障數(shù)據(jù)的時(shí)效性、完整性以及精準(zhǔn)性，還需要對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢查，借助平臺(tái)數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控功能和規(guī)則庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，并根據(jù)問題程度和級(jí)別，進(jìn)行預(yù)警，促使相關(guān)操作人員能夠及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和整改，以保障數(shù)據(jù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)質(zhì)量核查需要融人數(shù)據(jù)治理全流程中，以更好地保障數(shù)據(jù)治理過程中數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。在治理前期，需要使用質(zhì)量監(jiān)測(cè)工具，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析：在治理過程中，應(yīng)借助人工智能技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，篩選出不符合條件要求的數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行人工處置；在治理完成后，應(yīng)對(duì)相應(yīng)拆分字段進(jìn)行質(zhì)量校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)信息的可應(yīng)用性。

4.3智能化系統(tǒng)模塊

智能化數(shù)據(jù)系統(tǒng)模塊的主要功能為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換和加載。應(yīng)充分結(jié)合醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心實(shí)際情況、數(shù)據(jù)庫(kù)類型以及數(shù)據(jù)特點(diǎn)，開發(fā)相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，以保障數(shù)據(jù)抽取處理的有效性。在此過程中，需要注意以下要點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)抽取組件的配置和設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)抽取邏輯進(jìn)行選取，以確保相應(yīng)組件的選取能夠滿足不同業(yè)務(wù)需求，保障系統(tǒng)的智能化效果；（2）合理進(jìn)行作業(yè)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)不同數(shù)據(jù)處理功能的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排布，科學(xué)設(shè)置作業(yè)日寸間，提升系統(tǒng)應(yīng)用性能，保障系統(tǒng)運(yùn)行的高效性和可靠性；（3）進(jìn)行可視化模塊設(shè)計(jì)，將任務(wù)配置情況以可視化方式展示出來，以保障系統(tǒng)運(yùn)行情況更加直觀；（4）最后進(jìn)行日志跟蹤設(shè)計(jì)，確保數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換以及加載過程能夠得到全程跟蹤記錄，保障數(shù)據(jù)質(zhì)量。

4.4元數(shù)據(jù)管理模塊

元數(shù)據(jù)主要用于體現(xiàn)數(shù)據(jù)信息基本情況或者某方面特征，對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性有著直接影響。設(shè)計(jì)元數(shù)據(jù)管理模塊的主要是為了明確數(shù)據(jù)來源，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)屬性的分析，一旦后續(xù)數(shù)據(jù)處理、治理流程出現(xiàn)問題，能夠及時(shí)找到元數(shù)據(jù)，并展開對(duì)比分析，明確問題所在，保障醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心建設(shè)的可靠性[4]。

5結(jié)束語(yǔ)

基于人工智能的醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)與建設(shè)，更加強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、完整性以及可靠性，有效提升了數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用的智能化水平和效率，也有效保障了數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。在實(shí)際進(jìn)行大數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)從數(shù)據(jù)中心應(yīng)用需求角度，展開中心架構(gòu)和模塊功能的設(shè)計(jì)，合理應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)，全面提升醫(yī)療大數(shù)據(jù)建設(shè)水平。