大數據改變人類解決問題的方式

本刊編輯 楊迪娜

近來，大數據一詞風靡全球，作為物聯網、云計算之后信息社會的又一次革命性技術突破，正在慢慢滲透進百姓日常生活的各個方面。美國數據科學家維克多·邁爾·舍恩伯格給出了這樣的定義：大數據是海量數據存儲，其本身是數據的生產、倉儲、挖掘、傳輸、分析和集成。

大數據看似神秘，其實就在我們身邊。大數據是一個寶貴的資源，像人力資源、自然資源一樣，會成為一個國家十分重要的稟賦，具有非常深遠的價值。

大數據的精彩表現

準確預測目標客戶群 大數據嶄露頭角

《紙牌屋》是2013年Netflix公司的自制劇，風靡全球。在美國和其他40多個國家引起了觀劇熱潮，Netflix首次試水自制劇，就取得了令人吃驚的成功，它的秘訣就是——大數據。Netflix公司用1億美元買下版權，從觀眾喜愛哪個導演、喜愛哪個演員的數據挖掘的統計中得出結論，要求大衛·芬奇擔任導演、凱文·史派西擔任男主角。

Netflix早就意識到數據的重要性。Netflix用戶的位置、設備等信息，以及收藏、推薦、回放、暫停等動作，加上400萬個評分、300萬次搜索請求等等一系列數據，被用作向Netflix的觀影者來精準推薦他們想看的影片。Netflix根據數據技術推導出《紙牌屋》的關鍵要素，此劇一推出就大獲成功。事實證明，基于大數據的挖掘、分析、處理非常有效。

農業領域中的大數據應用

農業生產較為特殊，產品生產具有固定的周期性限制，并且在產出過程中會有各種各樣的因素干擾，大到天氣水文，小到倉儲物流。在互聯網的浪潮一波接一波地席卷世界的時候，農業也到了需要被改變的時候了。

舊金山初創公司Ceres Imaging嘗試利用海量的大數據分析來幫助農戶優化作物的水源以及營養供應，宣稱要打造“數據驅動型”農場。目前，Ceres Imaging正在加利福尼亞面積為2000至2萬英畝之間的4塊農場上收集數據，并建立相應的數據模型，并已經開始將收集到的數據用來幫助加利福尼亞的農戶。

Ceres Imaging具體的做法是將傳感器、攝像頭等一系列零件整合進一個小型的、模塊化的盒子里，這個盒子可以方便地與無人機、小型飛機進行組合，進而與為農場提供空中播種、殺蟲劑噴灑之類的公司合作，來搜集大范圍農場的實時數據，再與一些固定區域的圖像傳感器結合，共同收集到大量農場數據。再將這些數據進行處理，上傳至云端，就可以方便地了解到農場土地以及作物的詳細情況。農戶可以方便地使用任何接入互聯網的設備，查看這些信息，從而作出相應的決策。

醫療電子領域的大數據表現

IBM的人工智能平臺Watson推出后，除了在美國電視智力競賽節目《危險邊緣（Jeopardy！）》中戰勝人腦外，還被用在協助醫生救治病人等其他用途。Watson可以利用自然語言能力和分析功能像人思考問題一樣去處理信息，迅速地分析和處理大量數據。

人機合作的時代正在到來。目前為止，Watson首批應用將會集中在藥物及醫學領域，并已與幾家著名的癌癥治療中心進行合作，掃描了數以億計的醫學文章。現在，Watson已經可以為癌癥患者推薦個性化治療方案，并以優先順序提供選項。Watson已學會如何針對每個癌癥患者不同的自身情況進行檢索，為患者提供充足的相關信息，以協助其作出決定。

從上述幾個簡單的例子中可以發現，以大數據為代表的新型技術將催生物聯網、云計算、可穿戴設備、農業、醫療、生命科學、新材料、新能源等技術的融合，從而促進巨大的科技革命。大數據不僅指規模龐大的數據，它還代表思維、技術與數據的三足鼎立。大數據在很多領域中發揮出它的優勢，不斷地改變人類的行為方式，醫療電子領域就是深受其影響的一個典范。

大數據化的醫療未來

大數據挖掘疾病的基因序列組

西奈山伊坎醫學院學院是紐約市的一所著名醫院，2013年安裝了一臺超級計算機Minerva。Minerva可將患者的基因組映射來預測疾病的發生，降低平均住院人次的數量，并簡化電子病歷。同時，結合使用Cloudera軟件——強大的計算機集群，可更好地存儲、處理、挖掘和建立數據模型的工具。

研究人員向人們展示了“大數據”是如何顛覆現有醫療領域的。

Minerva直觀顯示了3萬名病人的健康數據，這些病人分成三個集群，這些集群用同種顏色標出，使我們了解到2型糖尿病實際上有3個類型。Minerva使研究人員可以精確地指出從屬不同集群糖尿病人獨有的基因，以便更好地了解基因和環境與疾病、癥狀和治療方式之間的關聯。此項技術正在進行中，相信不遠的未來有缺陷的基因組能被發現和修復，一些頑固的疾病可以通過基因修補技術而被治愈。

數據服務平臺與知名醫院強強聯合

無獨有偶，國內比較領先的第三方移動數據服務平臺TalkingData也在摩拳擦掌與本地某知名三甲醫院合作，旨在提供更便捷的醫療服務。TalkingData對該院此前實驗項目中積累的大量人群心率監控數據進行了數據清洗、整合、歸納與可視化操作。從大量的數據中發現，絕大多數身體狀態健康的人，其心率變化趨勢是白天高，夜間低；而一些經常加班到深夜或是習慣性晚睡的人群，他們的心率則并沒有在夜間降低，工作了一天的心臟在夜間仍然得不到休息。結合這些志愿者在該院試驗階段登記的信息，并與這些志愿者溝通后，發現這部分志愿者絕大多數長期處于亞健康狀態。

現在我們可以通過由醫院提供的專業隨身監控設備，實現一些科目的動態體檢。而我們的智能手機則充當數據傳遞的媒介，并通過長時間的累計數據，綜合評估我們在相當長一段時間內的身體狀態變化。與一些健康類可穿戴設備相比，這種方式更精確，對于醫生診斷病癥更具參考價值。健康數據的采集應用已進入我們的日常生活，期待會有越來越多的便攜式醫療應用帶給使用者更多的便利。

新型醫療對半導體行業的影響

基于大數據挖掘的醫療領域的進步，人們對于醫療電子設備的需求是更智能化、靈敏化、便攜化，這就對醫療設備的設計工作以及配套電子元器件提出了更加精確的要求，既是機遇，也是挑戰。

半導體廠商助力醫療電子

ADI的精確監護

憑借在模擬和混合信處理方面的專長，在醫療電子領域中，ADI一直致力于提供具有差異化及競爭優勢的IC產品。在諸如便攜式醫療的產品領域中，ADI均積極參與其中，推出了一系列適合穿戴式醫療需求的半導體產品。

例如在監護類產品領域，ADI近期針對各類生命體征監護應用推出了一款低功耗、單導聯、心率監護儀模擬前端（AFE）AD8232，專為滿足新興的健身設備、便攜式／佩戴式監控設備和遠程健康監護設備的ECG信號調理要求而設計。AD8232AFE的尺寸縮小50%，功耗降低多達20%。通過模擬輸出，AD8232可與分立式ADC配對，或與具有嵌入式ADC的微控制器配對，為系統設計人員提供了靈活性，將健身和醫療監護的價值和性能提升到一個新的水平。

Microchip在新興醫療領域的表現

Microchip憑借PIC24F單片機系列，在智能醫療領域上表現出眾，開發出更多產品如血壓計、血糖儀、脈搏血氧儀、體重秤、可穿戴式傳感器等，實現了此領域產品的快速增長。PIC24FJ128GC010系列集成了一個LCD顯示驅動器，能夠最多驅動472段，以支持信息豐富的用戶顯示（包括字母數字滾動條）。集成的USB可實現醫療設備上傳臨床數據。該系列器件還有一個片上mTouch外設來支持電容觸摸傳感功能。

奇妙的共振

基于大數據的挖掘、分析、計算、提取、集成等云端處理方式正在成為幫助人類記錄和分析健康數據的另一個大腦，它把傳統的醫療方式變成了可移動的醫療。

移動醫療體現方式如下：移動護士類應用系統（例如移動查房、移動輸液等），移動醫生類應用系統（例如移動調取電子病歷、移動診斷和會診等），移動管理應用系統（例如患者統計、用藥統計等）和移動患者應用系統（例如移動掛號、化驗單查詢等）。

我們在家中用智能手機操作便攜式的血糖計、血壓計和心率檢查儀器，并將相關數據上傳到醫院的數據庫，形成個人醫療檔案。

據IDC數據顯示，截至2013年9月，全國范圍內17.5%的三級醫院已經使用了移動醫療系統。在已經安裝了移動醫療系統的醫院中，大多數目前使用的移動醫療系統功能比較簡單，預計2014年多數醫院將擴大移動醫療的部署范圍，擴展移動醫療的功能。

從IDC的官方數據不難看出，醫療電子領域正向著軟件和硬件結合的方式大步邁進。它代表了未來醫療領域的新趨勢：無論是單純的軟件服務還是硬件體驗，都不足以滿足用戶的需求，只有軟件的云端大數據處理優勢和便攜式醫療硬件的本地數據收集優勢相互結合，才能使醫院、患者、醫生之間形成良好的互動。以大數據處理為基礎的軟硬結合醫療電子方式正在潛入我們的日常生活，軟硬結合的醫療電子將產生其妙的共振，讓我們拭目以待。