醫(yī)療衛(wèi)生信息的大數(shù)據(jù)建模描述和分析

醫(yī)療衛(wèi)生信息的大數(shù)據(jù)建模描述和分析伴隨著中國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的信息化進(jìn)程推進(jìn)，將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)主要來(lái)源于醫(yī)療業(yè)務(wù)活動(dòng)、健康體檢、公共衛(wèi)生等9項(xiàng)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)。數(shù)據(jù)內(nèi)容包括來(lái)自醫(yī)院的大量電子病歷、區(qū)域衛(wèi)生信息平臺(tái)采集的居民健康檔案等。其中大量充斥著非結(jié)構(gòu)化/半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，包括圖像，office文檔，以及XML結(jié)構(gòu)文檔等。醫(yī)療大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，關(guān)鍵是整合所有可能得到的這些數(shù)據(jù)，為機(jī)構(gòu)和政策制定者來(lái)找到如何刺激經(jīng)濟(jì)并降低共享數(shù)據(jù)的技術(shù)門(mén)檻。1.1我們給出的相關(guān)數(shù)據(jù)模型我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)涉及的數(shù)據(jù)實(shí)體對(duì)象種類非常眾多，包括醫(yī)療機(jī)構(gòu)－科室－醫(yī)生（門(mén)診、住院）、大眾群體－患者、醫(yī)療管理部門(mén)－衛(wèi)生局－疾控中心－醫(yī)保中心－發(fā)改委－中醫(yī)藥管理局、醫(yī)藥管理部門(mén)－藥監(jiān)局、醫(yī)藥研發(fā)－醫(yī)藥生產(chǎn)－醫(yī)藥經(jīng)營(yíng)－藥品（處方藥、ODC藥）、醫(yī)療器械研發(fā)－醫(yī)療器械生產(chǎn)－醫(yī)療器械經(jīng)營(yíng)－醫(yī)療器械、商業(yè)醫(yī)療保險(xiǎn)公司、體檢中心－體檢醫(yī)生、APP服務(wù)等。如下圖所示。1.2衛(wèi)計(jì)委給出的相關(guān)數(shù)據(jù)模型2010年底，原衛(wèi)生部完成了“十二五”衛(wèi)生信息化建設(shè)工程規(guī)劃編制工作，初步確定了我國(guó)衛(wèi)生信息化建設(shè)路線圖，簡(jiǎn)稱“3521-2工程”，即建設(shè)國(guó)家級(jí)、省級(jí)和地市級(jí)3級(jí)衛(wèi)生信息平臺(tái)，加強(qiáng)公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、新農(nóng)合、基本藥物制度、綜合管理等5項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，建設(shè)健康檔案和電子病歷2個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和1個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，進(jìn)行醫(yī)療衛(wèi)生信息標(biāo)準(zhǔn)化體系和安全保障體系2個(gè)體系建設(shè)。2013年11月，衛(wèi)生部和計(jì)生委合并后，信息化建設(shè)工程規(guī)劃的頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃又調(diào)整為“4631-2工程”，其中，“4”代表4級(jí)衛(wèi)生信息平臺(tái)，分別是：國(guó)家級(jí)人口健康管理平臺(tái)，省級(jí)人口健康信息平臺(tái)、地市級(jí)人口健康區(qū)域信息平臺(tái)及區(qū)縣級(jí)人口健康區(qū)域信息平臺(tái);“6”代表6項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，分別是：公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)療保障、藥品管理、計(jì)劃生育、綜合管理;“3”代表3個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，分別是：電子健康檔案數(shù)據(jù)庫(kù)、電子病歷數(shù)據(jù)庫(kù)和全員人口個(gè)案數(shù)據(jù)庫(kù);“1”代表1個(gè)融合網(wǎng)絡(luò)，即人口健康統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò);最后一個(gè)“2”是人口健康信息標(biāo)準(zhǔn)體系和信息安全防護(hù)體系。依托中西醫(yī)協(xié)同公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)、基層醫(yī)療衛(wèi)生管理信息系統(tǒng)、醫(yī)療健康公共服務(wù)系統(tǒng)打造全方位、立體化的國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生資源體系。衛(wèi)計(jì)委規(guī)劃的三大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)相互關(guān)系和包括的主要數(shù)據(jù)如下圖所示。電子健康檔案的數(shù)據(jù)架構(gòu)是以人的健康為中心，以生命階段、健康和疾病問(wèn)題、衛(wèi)生服務(wù)活動(dòng)（或干預(yù)措施）作為三個(gè)緯度構(gòu)建的一個(gè)邏輯架構(gòu)，用于全面、有效、多視角地描述健康檔案的組成結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜信息間的內(nèi)在聯(lián)系。通過(guò)一定的時(shí)序性、層次性和邏輯性，將人一生中面臨的健康和疾病問(wèn)題、針對(duì)性的衛(wèi)生服務(wù)活動(dòng)（或干預(yù)措施）以及所記錄的相關(guān)信息有機(jī)地關(guān)聯(lián)起來(lái)，并對(duì)所記錄的海量信息進(jìn)行科學(xué)分類和抽象描述，使之系統(tǒng)化、條理化和結(jié)構(gòu)化。個(gè)人健康檔案的三維概念模型，可以清晰地反映出每個(gè)個(gè)人不同生命階段、主要疾病和健康問(wèn)題、主要衛(wèi)生服務(wù)活動(dòng)三者之間的相互聯(lián)系。同時(shí)，坐標(biāo)軸上的三維坐標(biāo)連線交叉所圈定的空間位置（域），表示了人在特定生命時(shí)期、因特定健康問(wèn)題而發(fā)生的特定衛(wèi)生服務(wù)活動(dòng)所需記錄的特定記錄項(xiàng)集。由于三維空間中的任意一個(gè)空間位置都對(duì)應(yīng)著某個(gè)特定的健康記錄，從而構(gòu)成了一個(gè)完整、立體的健康記錄，這些健康記錄全面地反映了個(gè)人健康檔案內(nèi)容的全貌。第一維（X軸）：生命階段按照不同生理年齡可將人的整個(gè)生命進(jìn)程劃分為連續(xù)的若干生命階段，如：嬰兒期（0～1歲）、幼兒期（1～3歲）、學(xué)齡前期（3～6歲）、學(xué)齡期（6～12歲）、青春期（12～20歲）、青年期（21～45歲）、中年期（46～60歲）、老年期（60歲以上）等八個(gè)生命階段。也可以根據(jù)基層實(shí)際工作的需要，將人群化分為：兒童、青少年、育齡婦女、中年和老年人。第二維（Y軸）：健康和疾病問(wèn)題每一個(gè)人在不同生命階段所面臨的健康和疾病問(wèn)題不盡相同。確定不同生命階段的主要健康和疾病問(wèn)題及其優(yōu)先領(lǐng)域，是客觀反映居民衛(wèi)生服務(wù)需求、進(jìn)行健康管理的重要環(huán)節(jié)。第三維（Z軸）：衛(wèi)生服務(wù)活動(dòng)（或干預(yù)措施）針對(duì)特定的健康和疾病問(wèn)題，醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)開(kāi)展一系列預(yù)防、醫(yī)療、保健、康復(fù)、健康教育等衛(wèi)生服務(wù)活動(dòng)（或干預(yù)措施），這些活動(dòng)反映了居民健康需求的滿足程度和衛(wèi)生服務(wù)利用情況。居民健康檔案居民健康檔案新生兒疾病篩查出生缺陷監(jiān)測(cè)學(xué)生健康監(jiān)測(cè)婚前保健服務(wù)疾病控制醫(yī)療服務(wù)免疫接種傳染病報(bào)告結(jié)核病防治門(mén)診診療青春期青年期中年期老年期出生醫(yī)學(xué)登記婦女病普查計(jì)劃生育技術(shù)服務(wù)體弱兒童管理兒童健康體檢五歲以下兒童死亡報(bào)告學(xué)齡前期幼兒期嬰兒期出生學(xué)齡期孕產(chǎn)期保健服務(wù)與高危管理產(chǎn)前篩查與診斷孕產(chǎn)婦死亡報(bào)告慢性絲蟲(chóng)病病人管理職業(yè)病報(bào)告職業(yè)性健康監(jiān)護(hù)傷害監(jiān)測(cè)報(bào)告中毒報(bào)告成人健康體檢疾病管理高血壓病例管理糖尿病病例管理腫瘤病病例管理精神分裂癥病例管理艾滋病綜合防治血吸蟲(chóng)病病人管理兒童保健婦女保健個(gè)人基本信息主要疾病和健康問(wèn)題摘要主要衛(wèi)生服務(wù)記錄老年人健康管理住院診療死亡醫(yī)學(xué)登記死亡行為危險(xiǎn)因素監(jiān)測(cè)個(gè)人健康檔案（EHR）基本結(jié)構(gòu)1.3相關(guān)數(shù)據(jù)特征對(duì)比分析從醫(yī)藥醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用角度，本平臺(tái)需要一個(gè)盡可能全和細(xì)的數(shù)據(jù)集合，所以理想狀態(tài)是結(jié)合上兩部分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容形成的超集集合，甚至包括一些非醫(yī)療健康數(shù)據(jù)，如考察研究某種藥對(duì)某種疾病的醫(yī)療效果時(shí)，如果能獲得當(dāng)?shù)氐臍庀筇鞖庑畔ⅲ赡芊治龀龅慕Y(jié)果將明顯不同。另外可以看出目前所給數(shù)據(jù)都是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如果從大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用角度，理想的數(shù)據(jù)還應(yīng)該包括圖像、圖形、文本等半結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，以及非關(guān)系數(shù)據(jù)（多維數(shù)據(jù)），才能構(gòu)成滿足醫(yī)藥醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的需求。2000年以來(lái)，我國(guó)的醫(yī)療數(shù)據(jù)的生成和采集主要局限于各大醫(yī)院。近幾年，隨著社區(qū)系統(tǒng)、新農(nóng)合系統(tǒng)、村衛(wèi)生室系統(tǒng)等基層醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)逐步上線，醫(yī)療衛(wèi)生數(shù)據(jù)源頭也越來(lái)越多，數(shù)據(jù)量越來(lái)越大。從衛(wèi)生服務(wù)的類型看，區(qū)域衛(wèi)生信息的類型主要有：醫(yī)療服務(wù)類、公共衛(wèi)生服務(wù)類、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)類、衛(wèi)生業(yè)務(wù)類、衛(wèi)生管理服務(wù)類數(shù)據(jù)。根據(jù)估算，中國(guó)一個(gè)中等城市（1千萬(wàn)人口規(guī)模）50年所積累的醫(yī)療衛(wèi)生數(shù)據(jù)量就會(huì)達(dá)到10PB級(jí)。隨著各地區(qū)域衛(wèi)生信息平臺(tái)的建設(shè)，存儲(chǔ)于各醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)將逐步通過(guò)各種方式實(shí)現(xiàn)整合與共享。多維數(shù)據(jù)由于醫(yī)療數(shù)據(jù)是多種數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的匯總，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系非常復(fù)雜。如下圖所示：以患者為中心的服務(wù)需要把一個(gè)患者的全周期數(shù)據(jù)按照時(shí)間軸排列，并分析診斷、用藥和患者生命體征、檢驗(yàn)檢測(cè)值之間的關(guān)聯(lián)；以醫(yī)生為中心的服務(wù)又需要把與醫(yī)生相關(guān)的患者數(shù)據(jù)挑揀出來(lái)，并進(jìn)行分類；以科室為中心的服務(wù)可能需要既從科室所屬醫(yī)生的角度，又要從在該科室就診患者的角度進(jìn)行分析；針對(duì)社區(qū)的服務(wù)可能需要統(tǒng)計(jì)整個(gè)社區(qū)居民某