張東強(qiáng)，鄭建中

（山西醫(yī)科大學(xué)，山西 太原 030001）

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大數(shù)據(jù)時代醫(yī)院信息管理平臺的構(gòu)建

張東強(qiáng)，鄭建中

（山西醫(yī)科大學(xué)，山西 太原 030001）

我國的醫(yī)院信息管理工作開展了近30年，在取得長足進(jìn)步的同時，仍存在很大的改進(jìn)和發(fā)展空間。筆者闡述了我國醫(yī)院信息化發(fā)展存在的不足，描述了大數(shù)據(jù)技術(shù)的意義以及對于醫(yī)院信息化發(fā)展的價值和重要性，提出大數(shù)據(jù)時代醫(yī)院信息化管理的趨勢是區(qū)域性的醫(yī)院信息管理平臺，并對“平臺”構(gòu)建方式、構(gòu)建過程中的重要問題、功用、發(fā)展方向等諸多方面進(jìn)行討論。

大數(shù)據(jù)；醫(yī)院信息系統(tǒng)；第四范式；Hadoop

所謂“大數(shù)據(jù)”是一個并不十分清晰的概念，至今還沒有一個科學(xué)家或機(jī)構(gòu)能提出一個確切的數(shù)字或數(shù)量級來界定，到底多大的數(shù)據(jù)集合才算是“大數(shù)據(jù)”。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的專家是這樣描述它的，“大數(shù)據(jù)是指無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)機(jī)器和軟硬件工具對其進(jìn)行感知、獲取、管理、處理和服務(wù)的數(shù)據(jù)集合”。而世界著名的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)公司IBM在其發(fā)布的報告中提出，大數(shù)據(jù)應(yīng)具有“3V”的顯著特點(diǎn)：Volume、Variety、Velocity[1]。

IDC公司2012年發(fā)布的報告指出，2011年網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)總量為1.8 ZB，預(yù)計(jì)到2020年總量達(dá)到35 ZB，而在這之后的10年間，數(shù)據(jù)總量將增長50倍[1]。當(dāng)人們滿足于自己手中以“GB”為單位的移動存儲設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)終端時，是無法體會“ZB”這一龐大的概念的，無法運(yùn)用類似“乒乓球與地球”這樣的比喻來形容它，因?yàn)橄啾戎拢瑪?shù)據(jù)之間的比較要抽象且懸殊得多。但是，無論這一概念多么的難以詮釋和把握，無疑，大數(shù)據(jù)的時代已然來臨了。

1 大數(shù)據(jù)研究的重要性

隨著網(wǎng)絡(luò)信息量的不斷增大以及增長速度的不斷提高，如何深度挖掘，高效處理這些龐雜的數(shù)據(jù)越來越受到相關(guān)領(lǐng)域科研人員的重視。人們清楚地意識到，這些雜亂無章的數(shù)據(jù)流背后隱藏著巨大的價值，它所能帶給社會各個領(lǐng)域的巨大的貢獻(xiàn)是不可估量的。2007年吉姆·格雷在他最后一次演講中描繪了數(shù)據(jù)密集型科學(xué)研究的“第四范式”[1]，將數(shù)據(jù)密集型科學(xué)從計(jì)算科學(xué)中單獨(dú)分開，他認(rèn)為，要解決我們面臨的某些最棘手的全球性挑戰(zhàn)，“第四范式”可能是唯一最具有系統(tǒng)性的方法。2011年《Science》出版了名為“Dealing with data”的專刊，討論了數(shù)據(jù)洪流（Data Deluge）所帶來的機(jī)遇[1]。2012年4月，歐洲信息學(xué)與科學(xué)研究學(xué)會會刊《ERCIM News》出版了專刊“Big data”討論了大數(shù)據(jù)時代的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)密集型研究的創(chuàng)新技術(shù)問題[2]。Albert-László Barabási 教授將網(wǎng)絡(luò)理論稱為“20世紀(jì)量子力學(xué)的可尊敬的后繼”，認(rèn)為對于它的研究，是在構(gòu)建一個新的理論和算法的框架[2]。

比以上內(nèi)容更值得注意的是，在某些國家和地區(qū)，大數(shù)據(jù)的開發(fā)和利用，正以其獨(dú)特的作用和重要性影響著政治團(tuán)體甚至國家的運(yùn)轉(zhuǎn)。2012年3月29日，美國總統(tǒng)奧巴馬在白宮召開會議，發(fā)布了《大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展倡議》，明確將數(shù)據(jù)的開發(fā)和保護(hù)上升為國家意志[3]。根據(jù)麥肯錫測算，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用每年可為美國醫(yī)療健康事業(yè)和歐洲政府分別節(jié)省3000億美元和1000億歐元潛在費(fèi)用，利用個人位置信息可創(chuàng)造出6000億美元價值[3]。歐盟也出臺了相關(guān)政策，將數(shù)據(jù)信息化基礎(chǔ)設(shè)施作為“Horizon 2020”計(jì)劃的優(yōu)先領(lǐng)域之一[2]。由此可見，大數(shù)據(jù)時代網(wǎng)絡(luò)空間的數(shù)據(jù)主權(quán)將成海、陸、空、天之后另一個大國博弈的空間，數(shù)據(jù)獲取，挖掘，保護(hù)能力將成為衡量和評價綜合國力的又一標(biāo)準(zhǔn)?？梢灶A(yù)見，我國必然不會錯失網(wǎng)絡(luò)空間和大數(shù)據(jù)這一全新競爭領(lǐng)域的先機(jī)，不遠(yuǎn)的將來，基于大數(shù)據(jù)理論，針對工商、環(huán)境科學(xué)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的戰(zhàn)略性決策必會相繼出臺，并以此引導(dǎo)屬于我國的大數(shù)據(jù)時代[2]。

2 大數(shù)據(jù)與醫(yī)院管理

2.1 我國醫(yī)院信息系統(tǒng)建設(shè)及數(shù)據(jù)的管理中存在的不足

改革開放之后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，我國各級各類醫(yī)院開始創(chuàng)建自己的信息管理系統(tǒng),經(jīng)過前后30年的進(jìn)步和革新，我國的醫(yī)院信息化建設(shè)已取得了長足的發(fā)展。目前國內(nèi)醫(yī)院主要使用的信息管理系統(tǒng)（HIS），以子系統(tǒng)的的形式，功能模塊覆蓋醫(yī)院的各診療環(huán)節(jié)和醫(yī)院管理的主要方面，系統(tǒng)功能較為完善。HIS的各子系統(tǒng)監(jiān)控和管理著醫(yī)院的各個部分，保證日常運(yùn)行的同時，通過對數(shù)據(jù)的分析和挖掘輔助管理層的決策[4]。

我國醫(yī)院對于醫(yī)院信息系統(tǒng)的開發(fā)和利用已經(jīng)較為完善和成熟，這是醫(yī)院信息系統(tǒng)歷經(jīng)20多年的建設(shè)所取得的成果。但是，相對于發(fā)達(dá)國家對于醫(yī)院信息系統(tǒng)的開發(fā)和利用，我國仍處于較為滯后的水平[5-6]。就未來的發(fā)展趨勢及與發(fā)達(dá)國家現(xiàn)狀相比較，我國醫(yī)院信息化建設(shè)仍存在以下問題：

2.1.1 電子病歷等技術(shù)的使用問題

2002年衛(wèi)生部制定的《全國衛(wèi)生信息化發(fā)展規(guī)劃綱要（2003-2010年）》提出，三級醫(yī)院在全面應(yīng)用管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上要創(chuàng)造條件，重點(diǎn)加強(qiáng)臨床信息系統(tǒng)建設(shè)，如：電子病歷、數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)生和護(hù)士工作站等[5]。到目前為止，我國的三級醫(yī)院及有條件的其他醫(yī)院已基本普及了電子病歷，但使用上仍停留在院內(nèi)存檔和提供查詢的初級水平，留在患者手上的仍舊是紙質(zhì)病歷，這大大局限了電子病歷的應(yīng)用效果，也無法發(fā)揮其應(yīng)有的價值，而諸如數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像和醫(yī)生護(hù)士工作站等重要的技術(shù)設(shè)備，由于代價昂貴或是醫(yī)院決策層認(rèn)識不到其中的價值和重要性，普及率較低[5]。

2.1.2 醫(yī)療信息內(nèi)部性強(qiáng)

醫(yī)院信息系統(tǒng)對產(chǎn)生的信息與數(shù)據(jù)在內(nèi)部的存儲和分析層面功能較好，但醫(yī)療信息內(nèi)部性較強(qiáng)，難以實(shí)現(xiàn)跨醫(yī)院及跨領(lǐng)域的信息流通，直接結(jié)果是患者在換院診療時，不得不進(jìn)行大量的重復(fù)診療，而后續(xù)接診的醫(yī)院和醫(yī)生不能清楚的把握之前醫(yī)生的診療方案和治療進(jìn)度，增加患者醫(yī)療負(fù)擔(dān)的同時，也對醫(yī)生造成了不必要的困擾。而這也使得有效的醫(yī)學(xué)信息不能共享，大量有價值的數(shù)據(jù)信息在病人出院或轉(zhuǎn)投他院的同時便進(jìn)入沉默。

2.1.3 數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)化差

數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)化較差主要體現(xiàn)在各醫(yī)院，地區(qū)之間數(shù)據(jù)存儲、傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的不一致。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式、存儲內(nèi)容是系統(tǒng)之間通信的基礎(chǔ)，由于患者不可能在固定的醫(yī)院就醫(yī)，而電子病歷在轉(zhuǎn)診過程中容易遇到信息系統(tǒng)之間信息互不識別和不兼容的問題。我國1997年便已推出了《醫(yī)院信息系統(tǒng)基本功能規(guī)范》，并在2001年對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，但當(dāng)前醫(yī)院中各種數(shù)組化的醫(yī)療設(shè)備，如監(jiān)護(hù)設(shè)備、放射設(shè)備、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)設(shè)備等，每天產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，它們編碼和存儲的形式各異，信息分類和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)只做了規(guī)范性約束，沒有嚴(yán)格進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，因此，不同系統(tǒng)雖留有接口，但很難實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的集成[5]。

2.2 大數(shù)據(jù)時代醫(yī)院信息系統(tǒng)發(fā)展的重要性

醫(yī)院信息系統(tǒng)建設(shè)在不斷完善，在解決當(dāng)前問題的同時，必須要順應(yīng)信息化邁向大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展趨勢，理解大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)共享和挖掘的重要性。建立并完善擁有大數(shù)據(jù)思想和技術(shù)的醫(yī)院管理系統(tǒng)，對于利用高新科技促進(jìn)醫(yī)學(xué)發(fā)展具有重要意義。

2.2.1 醫(yī)療服務(wù)

要建立大數(shù)據(jù)技術(shù)與思想的醫(yī)療服務(wù)信息系統(tǒng)，首要是解決患者信息流通與共享時存在的阻礙，如規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，諸如電子病歷、數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像等重要信息的存儲、流通格式，達(dá)到“暢其流”的理想狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的醫(yī)療服務(wù)行為，將在大數(shù)據(jù)計(jì)算方法的支持下，在“技術(shù)后臺”對患者進(jìn)行就診記錄的整合，生成患者就醫(yī)的“履歷”，包括病人歷次就醫(yī)的病種病情、診療方案、用藥、檢查、花費(fèi)等情況，以時間軸的方式集中體現(xiàn)，電子化的病歷、影像圖片均有收錄?！奥臍v”一旦生成，將伴隨患者終身，在需要時隨時隨地調(diào)取。

2.2.2 醫(yī)學(xué)科研與教育

在醫(yī)療信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)變革之后，醫(yī)學(xué)的科研方法可能出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)變，作為自然科學(xué)的醫(yī)學(xué)研究，由于平臺所能提供的數(shù)據(jù)信息量大，提取方便等特點(diǎn)，使得原本不得不進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究和前瞻性研究大量減少，取而代之的是以現(xiàn)有大規(guī)模數(shù)據(jù)為計(jì)算依據(jù)的研究，而在那些仍需試驗(yàn)的探索性研究中，可以預(yù)見，大數(shù)據(jù)處理是整個實(shí)驗(yàn)的一個預(yù)定步驟，發(fā)現(xiàn)有價值的信息往往在預(yù)料之中。

2.2.3 醫(yī)療決策

當(dāng)前各醫(yī)院所使用的信息管理系統(tǒng)，具備一定的輔助醫(yī)院管理決策的功能，這方面的功能主要依托于HIS系統(tǒng)的財務(wù)管理和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析子系統(tǒng)，但對于操作性要求較強(qiáng)的事務(wù)處理、數(shù)據(jù)預(yù)測等工作仍無法滿足[7]，大數(shù)據(jù)信息化的管理與決策輔助功能應(yīng)更加注重數(shù)據(jù)信息的比較和深度挖掘，通過周密的后臺計(jì)算輸出各類報表、并具有規(guī)劃和預(yù)測的功能。

3 大數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建

3.1 要建立怎樣的大數(shù)據(jù)平臺

要建立具有大規(guī)模數(shù)據(jù)收集、整理、處理、儲存功能的信息平臺，難以一蹴而就，也絕非某一家醫(yī)院可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的，要建立具有大數(shù)據(jù)思想和技術(shù)的信息平臺并使其先進(jìn)的功能服務(wù)于醫(yī)院管理和醫(yī)療體系，需要有統(tǒng)籌規(guī)劃的思想更需要政策及經(jīng)濟(jì)上的支持。一種較為合理的方式是：以區(qū)域劃分為依據(jù)，以高級別醫(yī)院為依托，建立地域性醫(yī)療信息處理平臺。該平臺可以由獨(dú)立于醫(yī)療機(jī)構(gòu)之外的專門從事大數(shù)據(jù)處理的公司代為運(yùn)營，也可以交由該地區(qū)有能力的三甲醫(yī)院管理運(yùn)營，或是多個醫(yī)院共同運(yùn)營。無論哪種運(yùn)行方式，數(shù)據(jù)處理平臺的數(shù)據(jù)收集和效用的發(fā)揮應(yīng)輻射該區(qū)域醫(yī)院、社區(qū)，功能涵蓋醫(yī)療、保健、疾病預(yù)防、健康教育等多個方面。完善的醫(yī)療信息數(shù)據(jù)處理平臺，應(yīng)和一個地區(qū)的醫(yī)院、疾控、防疫等衛(wèi)生機(jī)構(gòu)互為臂助，共同成長。

3.2 如何建立醫(yī)療管理大數(shù)據(jù)平臺

3.2.1 技術(shù)引進(jìn)

對于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，需要解決數(shù)據(jù)的存儲、分析、管理三個方面的問題。由于大數(shù)據(jù)“3V”的特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)分析軟件無法勝任此類工作。MapReduce[8]是2004年由Google提出的面向大數(shù)據(jù)集處理的編程模型，該技術(shù)一經(jīng)推出便迅速在機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[9]。目前國際上普遍使用且反響較好的兩種解決方案是商業(yè)解決方案和基于MapReduce開源實(shí)現(xiàn)的Hadoop生態(tài)系統(tǒng)解決方案[10-11]。其中前者的性能和集成度都很高且使用方便，而后者更加多樣靈活，更適用于中小型用戶[12]。Hadoop生態(tài)系統(tǒng)的成員針對性的解決了大數(shù)據(jù)半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的存儲問題且操作更簡便，適用于專業(yè)程度較低人群，對于建立醫(yī)療數(shù)據(jù)管理平臺是個不錯的選擇[12-13]。

3.2.2 人才培養(yǎng)

除了軟件與技術(shù)，人才培養(yǎng)同等重要。目前，我國大部分醫(yī)院的管理模式都遵循“專家管理醫(yī)院”的模式和體系，醫(yī)院管理階層人員大部分所學(xué)專業(yè)為醫(yī)學(xué)專業(yè)極少部分為衛(wèi)生管理專業(yè)[14]。近年來，各地高等醫(yī)學(xué)院校相繼開設(shè)了衛(wèi)生事業(yè)管理、衛(wèi)生信息管理等專業(yè)，為各地醫(yī)院的職能科室輸送了人才，這使得我國的醫(yī)院管理趨于專業(yè)化和規(guī)范化[15]。但是，就醫(yī)療管理的大數(shù)據(jù)平臺而言，仍需大量的專業(yè)化技術(shù)和管理人才，這其中最主要的是具有大數(shù)據(jù)思想和數(shù)據(jù)挖掘能力的醫(yī)院信息管理人才、軟件工程、編程人才以及統(tǒng)計(jì)學(xué)人才[3]。

3.2.3 數(shù)據(jù)通道的建立

在大數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建和運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)的獲取或者數(shù)據(jù)通道的建立是其后所有數(shù)據(jù)挖掘和運(yùn)算工作的基礎(chǔ)，醫(yī)院的病例、報告、儀器的監(jiān)測遙感所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是最易獲取也是最具有研究價值的數(shù)據(jù)主體，但是大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用絕不應(yīng)僅限于對如此有限的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究。大數(shù)據(jù)理論和技術(shù)的突破性在于不僅要研究和挖掘有價值的數(shù)據(jù)信息，更要對于原本看似無意義無聯(lián)系的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和研究以此發(fā)現(xiàn)那些重要的、隱性的內(nèi)在關(guān)系和價值。平臺的構(gòu)建過程中，要建立自下而上的數(shù)據(jù)獲取通道，在保證數(shù)據(jù)的真實(shí)有效和專業(yè)性的同時，更要使得通道保持一定的寬度，并且具有進(jìn)一步拓寬的可能性，隨著平臺的應(yīng)用和技術(shù)的不斷成熟，其功用將經(jīng)歷醫(yī)療機(jī)構(gòu)管理運(yùn)營、區(qū)域醫(yī)療統(tǒng)籌管理、地方性衛(wèi)生事業(yè)管理等多個階段的升級。隨著大數(shù)據(jù)理論和技術(shù)的不斷發(fā)展和推廣，可以預(yù)見，未來我國將建立全國性的醫(yī)療體系大數(shù)據(jù)研究機(jī)制和平臺用以推動我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。各地方建立的區(qū)域性的大數(shù)據(jù)研究平臺會成為全國性大數(shù)據(jù)平臺的基層組織以及數(shù)據(jù)通道的底層，而當(dāng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用深入到一定程度時，不同行業(yè)間的數(shù)據(jù)研究也會相互滲透，交織成網(wǎng)。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)是未來互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)發(fā)展的趨勢，越來越多的國家和企業(yè)將會意識到數(shù)據(jù)的價值并在這一領(lǐng)域開拓和探索，醫(yī)療數(shù)據(jù)平臺的建立僅僅是大數(shù)據(jù)技術(shù)和理論在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和延伸，但對于整個醫(yī)學(xué)和衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展卻意義重大，它將引領(lǐng)醫(yī)學(xué)研究、醫(yī)院管理等多個領(lǐng)域進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代。醫(yī)療數(shù)據(jù)平臺是醫(yī)療管理的趨勢，這需要相關(guān)領(lǐng)域人才的共同努力才能實(shí)現(xiàn)，而在這個過程中存在多少未知的困難我們還無法預(yù)見。目前，許多國家已將大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和研究上升成為國策，要建立理想的數(shù)據(jù)平臺，政策和經(jīng)濟(jì)上的支持是至關(guān)重要的，任一行業(yè)或者領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)順應(yīng)時代的發(fā)展和大環(huán)境的趨勢，同時也受其制約。本文中作者僅以個人見解闡述了目前我國醫(yī)院信息管理的現(xiàn)狀及存在的問題，同時大膽設(shè)想了隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和理論的發(fā)展、成熟，我國醫(yī)院管理未來的發(fā)展方向——區(qū)域性醫(yī)療信息數(shù)據(jù)管理平臺。但是，這一平臺的真正建立必將經(jīng)歷一個漫長的過程，這一過程中，諸如數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)等問題，構(gòu)建者都將一一面對。

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（本文編輯：鄒 鈺）

The construction of hospital information management platform in big data era

ZHANG Dong-qiang, ZHEN Jian-zhong
(Shanxi Medical University, Taiyuan Shanxi 030001, China)

The hospital information management of our country has carried out for nearly 30 years with quiet great progressive. But it still has great improvement and development space. In this paper, the author described the deficiencies hospital information management development in our country, and the significance, value and importance of big data technology to hospitals informatization development. It puts forward that hospital informatization management is the platform of regional hospital information management in bid data era. It discusses that construction manner, important problems in the process of constructing, function, development direction, and many other aspects of the platform.

big data, hospital information system, the fourth paradigm, Hadoop

R-058

A

1003-2800（2015）10-0634-03

2015-06-02

張東強(qiáng)（1989-），男，河北威縣人，在讀碩士研究生，主要從事社會醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生事業(yè)管理方面的研究。

鄭建中（1961-），男，山西河順人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事衛(wèi)生服務(wù)、農(nóng)村醫(yī)療保障制度、性病艾滋病調(diào)查與干預(yù)

等方面的研究。