云計算在控制藥物不良反應發生的應用現狀及展望

肖麗，王世宇，錢前，瞿燕

云計算在控制藥物不良反應發生的應用現狀及展望

肖麗1，王世宇2，錢前1，瞿燕3

云計算為控制藥物不良反應的發生提供了一條新的途徑。本文綜述了云計算的現狀和發展動態，并探討了云計算在控制藥物不良反應發生中的應用和優勢特色，展望了其未來的發展趨勢。

云計算；藥物不良反應； 應用現狀

云計算已經成為IT行業的研究熱點，其具有并行計算、海量數據存儲、擴展性極強的特點，逐步在多個領域得到蓬勃發展［1］。在醫藥行業，預防和減少藥物不良反應的發生越來越受到醫藥管理部門的重視，而云計算的出現有望為控制藥物不良反應發生提供新的途徑。

1　云計算發展狀況簡介

1.1云計算發展的現狀

隨著大數據在醫療與生命科學研究過程中的廣泛應用和不斷擴展，其數量之大和種類之多令人難以置信。比如：一個CT圖像含有大約150 MB的數據，而一個基因組序列文件大小約為750 MB，一個標準的病理圖則大得多，接近5 GB。如果將這些數據量乘以人口數量和平均壽命，僅一個社區醫院或一個中等規模制藥企業就可以生成和累積達數個TB甚至數個PB級的結構化和非結構化數據。在中國，2010年，國家公布的“十二五”規劃中指出要重點建設國家級、省級和地市級三級衛生信息平臺，建設電子檔案和電子病歷兩個基礎數據庫等諸項目標，也就是推進醫療信息化的“3521”工程［2］。過去由于缺少統一的電子病歷系統（EMR）標準，中國的電子病歷系統發展比較緩慢，醫院之間不能實現共享病患信息共享，醫療服務水平也因此受到影響。為改善這一現狀，國家會逐漸加大對電子病歷的投入，適應這一趨勢，各級醫院也將加大在數據中心，IT外包等領域的投入。而隨著醫療信息數據的幾何倍數增長，醫院信息存儲將越來越受到重視，醫療信息中心的關注點也將由傳統“計算”領域轉移到“存儲”領域上來。而云計算的發展恰好跟上了這一潮流，云計算技術集網絡計算、效用計算、虛擬化技術、面向服務架構等多種優勢于一身。在此基礎上，用戶所需的軟件、平臺、數據存儲等各類計算機資源均由云計算以服務的方式提供。云計算在醫學上的運用減少了云計算機構在相關軟硬件方面的投入和管理維護成本，而且可方便醫藥企業以多種客戶端，不受地理位置限制的訪問其提供服務，改變了傳統醫藥企業的運營模式［3］。

1.2云計算發展的展望

隨著物聯網、移動通信、移動互聯網和數據自動采集技術的發展，人類所擁有的數據呈爆炸式增長。如何從海量數據中挖掘信息是大家目前所研究的問題。大數據的挖掘是從海量、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的大型數據庫中發現隱含在其中有價值的、潛在有用的信息和知識的過程，也是一種決策支持過程。其主要基于人工智能、機器學習、模式學習和統計學等。通過對大數據高度自動化地分析，做出歸納性的推理，從中挖掘出潛在的模式，可以幫助企業、商家、用戶調整市場政策、減少風險、理性面對市場，并做出正確的決策。目前，在很多領域尤其是在醫藥領域和商業領域廣泛應用。大數據的挖掘常用的方法有分類、回歸分析、聚類、關聯規則、神經網絡方法、Web 數據挖掘等。這些方法從不同的角度對數據進行挖掘。

在云計算發展的同時，在線遠程服務技術也在迅速發展。遠程服務指利用通信手段實現不同地域（區域）之間的實時人工服務方式。與在線服務不同的是：在線服務特指基于網絡的服務方式。這類服務方式具有即時性、靈活性以及人性化等特點，用戶可以與服務實施人員進行直接溝通進行服務。遠程服務按照不同的通信手段，大致分為兩類：一類是電信遠程服務，指基于語音通信的方式進行的遠程服務，包括語音咨詢、下訂單、以及目前應用最多的訂餐、叫車等。另一類是基于網絡的遠程服務，這類服務基于互聯網，形勢也多種多樣，包括傳統的網絡在線客服，在線人工教育，專家在線遠程診療系統以及計算機遠程維護系統等等。

分布式云計算技術解決了數據挖掘任務過于龐大的問題［4］，同時，基于云計算的Web數據挖掘借助云計算的關鍵技術，實現傳統Web數據挖掘技術的優化［5］。在網絡技術的的基礎之上，數據挖掘理論為在線藥物遠程技術提供了解決方案。任何技術在解決問題時都要經過大量數據的證實，當云計算的海量藥物不良信息集合在一起，為遠程技術提供了數據基礎，雖在不同的時間地點，各個區域出現的藥物不良反應有所不同，但是云計算的出現解決了這個問題。醫生或醫藥企業可以通過遠程技術在云計算存儲的海量數據中查找出現過的藥物不良反應情況。

2　云計算在控制藥物不良反應發生的應用簡介

2.1云計算在控制藥物不良反應發生的應用現狀

近年來，國家有關部門就加強藥品不良反應的監測與管理工作付出了艱辛的努力:頒布了《藥品不良反應監測管理辦法》、建立了藥品不良反應信息通報制度、全國所有省份及解放軍系統均組建了藥品不良反應監測中心、加入了世界衛生組織國際藥品監測合作計劃并建立了相應的國際藥品監測合作中心。國家食品藥品監督管理局局長邵明立表示中國將建立覆蓋城鄉的藥品不良反應監測網絡。使我們國家藥品不良反應的管理制度與監測系統日臻成熟。

目前，大多數國家的藥品不良反應監察報告制度采取自發呈報制度，這是一種自愿而有組織的報告制度。這種報告制度是先由醫護人員或者病人填寫相關藥品的不良反應情況表，然后逐級向上匯報。當到達一個一個地區中心或者國家中心時都要進行登記篩選，然后在上報或者存檔。這種制度明顯在實行的時候會花費很多額外的時間，也許在報表上報的途中就會出現相同的不良反應。在進行藥物不良反應控制的目的就是要在第一時間將不良反應控制下來，所以及時分享所收集的藥物不良反應信息非常重要。這一點國外一些國家做的比較好。

云計算大數據為我們分析藥物安全性影響因素及不同因素間的關系，深入藥物安全性研究，以及提高臨床用藥安全提供了新的思路和途徑。 現在越來越多的國家已經開始注重從大數據中挖掘規律，預測不同，并把相關的處理數據放置云端共享。大數據挖掘和云計算平臺結合已逐步成為國外藥物不良反應事件報告分析與評價的主要方法。

在美國，因為有完備的收集系統和云計算技術支持，美國一年得到的不良反應報告達28萬份。從上個世紀70年代起，美國就開始運用計算機技術，監測藥品處方，及時將監測結果提供給醫生。美國的藥品不良反應監測及預警系統已經成為日常生活的一部分［6］。打開FDA網站，藥品不良反應警告刊登在最顯著的位置，在相關專欄里每天也會列出需要召回、警惕的藥品。藥品評價研究中心負責對美國上市藥品不良事件的收集、分析、管理，其中藥品安全性辦公室負責上市藥品不良反應的監管，確保食品、人用藥物、獸藥和醫療器械的安全有效。一經發現任何不符合法規的情況，FDA及時給予糾正，把不安全的和非法的產品從市場撤除。

在歐盟，相關工作的深入開展，WHO及國際上有關藥品不良反應監測的文件中，逐漸用藥物警戒（pharmaco-vigilance）代替了藥品不良反應監測。歐洲藥品管理局（EMA）接收來自歐盟成員國、上市許可持有者、醫療專業人員以及患者提交的不良反應/事件報告，建立歐盟藥物警戒數據庫（EudraVigilance），并對數據進行分析和管理。歐盟成員國上市許可持有者、臨床試驗申辦者和研究機構被授權訪問。這些都離不開云計算大數據分布式技術的支持。

2.2云計算在控制藥物不良反應發生的優勢特色

傳統的藥物不良反應采用病例報告記錄的方式。該方法存在一些明顯不足：①時間滯后性，病例報告是已經填寫好的，報告質量已經形成，進行控制的是事后控制。②采用病歷表記錄，評估標準會有差異。由于不同的人和不同的單位記錄標準不同，導致報表的質量問題有待商議，無法提高病例報表的質量。基于傳統方法存在的不足，采用云計算可以很好解決這一問題。

云計算有以下幾個優勢：

（1）隨時共享。云計算可以實現不同設備之間的資源共享，這也是云計算和藥物不良反應結合的最大優勢。在云計算的網絡應用模式中，藥物不良反應數據只有一份，保存在“云”的另一端，所有電子設備只需要連接互聯網，就可以同時訪問和使用同一份數據，這樣打破了時間和距離。通過在瀏覽器中直接編輯存儲在“云”的另一端的文檔，就可以隨時與各地的醫務人員或者其他人分享信息。

（2）安全可靠。云計算提供了最可靠、最安全的數據存儲中心。以Hadoop［7］/Mapreduce［8～9］作為平行計算的框架，并行計算大規模海量數據，并將把工作流分劃到大量的機器上去。這樣，我們的數據將存儲于分布式文件系統中，即使數據丟失或病毒入侵，仍可以從各個節點提取［10］。以往的藥物不良反應信息都是各個醫院存儲在醫院的硬盤中，在這個過程中，隨著數據的增加醫院網絡管理人員要隨時進行備份而且要更換較大的硬盤。在日常的維護中，管理人員要隨時注意是否有病毒攻擊數據庫，工作量非常大。云計算的出現解決了這個問題，因為在“云”的另一端，有全世界最專業的團隊來管理信息，有全世界最先進的數據中心來保存數據。同時，嚴格的權限管理策略可以指定有權利的人共享數據。

（3）方便快捷。互聯網的精神實質是自由、平等和分享。當云計算和藥物不良反應結合在一起，只要能進入網絡中，就可以查看信息。

云計算作為一種革新性的計算模式，具備許多現有模式所不具備的優勢，是計算機和網絡技術發展過程中一次巨大變革。醫院在建設基于電子病案的醫院信息平臺過程中，利用云計算技術，在對藥物不良反應的研究中取得了事半功倍的效果。

2.3云計算在控制藥物不良反應發生的不足與展望

雖然云計算在控制藥物不良反應發生方面發揮著越來越重要的作用，但在實踐工作中仍有許多問題亟待解決，如數據量爆炸性增長、管理困難等，這些問題在目前云計算的技術中有不同層次的應對方案，值得探討和研究。對于藥物不良反應的研究，跨時間地域，必須采取合適的方法進行數據挖掘。大數據的挖掘常用的方法有分類、回歸分析、聚類、關聯規則、神經網絡方法、Web 數據挖掘等，而對于藥物不良反應的挖掘方法，需要按照實際情況進行記錄，而不是通過歸類推證，所以在對藥物不良反應信息進行海量數據處理的時候，會出現一定的偏差。隨著云計算的不斷發展完善，將在數據挖掘方面的方法提供新的解決方案。

除了數據挖掘方面的問題，還存在網絡延遲或者中斷。云計算一般都是遠程通過網絡訪問的，雖然現在網速提高很快，但是和局域網相比，速度還是有所延遲，而如果一旦網絡中斷，服務也就無法訪問。

總之，隨著云計算技術的不斷深入發展和完善，必將在藥物不良反應的控制方面提供強有力的支持，發揮越來越重要的作用，推動醫療衛生事業的持續健康發展。

［1］吳麗.云計算在中醫藥信息化中的應用初探［J］.無線互聯科技，2014，（1）:172.

［2］韓志琰，甄天民，谷景亮，等.基于3521工程的區域衛生信息化建設總體設計框架［J］.中華醫學圖書情報雜志，2014，23（3）:19.

［3］馬榮.云計算技術在醫藥信息化建設中的應用［J］.電子測試，2014，23（12）:137.

［4］鄭妙師.基于云計算的數據挖掘平臺架構及其關鍵技術研究［J］.信息通信，2014，（8）:71.

［5］畢宇.基于云計算的Web數據挖掘［J］.金融科技時代，2015，1:58.

［6］劉花，楊世民，馮變玲.美國藥品不良反應監測體系簡介及對

我國的啟示［J］.中國職業藥師，2013，10（4）:39.

［7］肖露，王晶.一種基于Hadoop的大數據流量經營系統解決方案［J］.電信工程技術與標準化，2015，28（2）:87.

［8］Dean J，Ghemawat S. MapReduce:Simplifi ed data processing on large clusters. In: Proc. of the 6th Symp. on Operating System Design and Implementation［J］. Berkeley: USENIX Association，2004. 137.

［9］黃偉建，周鳴愛. MapReduce高可用性的研究與優化［J］.計算機工程與設計，2014，35（11）4044.

［10］黃斌，彭宇行，彭小寧.云計算環境中高效分布式索引技術［J］. 武漢大學學報:信息科學版，2014:39（11）:1375.

（責任編輯：蔣淼）

Application status and prospects of the cloud computing in the control of adverse drug reactions

XIAO Li1, WANG Shiyu2, QIAN Qian1, QU Yan3
(1.Medical Information Engineering College, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,2. Teaching affairs offi ce of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; 3. School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; Key Laboratory of Standardization for Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education; National Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources, Chengdu 611137,Sichuan)

Cloud computing provides a new way for the control of adverse drug reactions. The paper reviews the current situation and developments of cloud computing，discusses the applications of cloud computing in the control of adverse drug reactions and its advantages and characteristics，and expects of its future development.

Cloud computing； adverse drug reactions； application status

R 285.1

A

1674-926X（2015）06-015-03

四川省教育廳科研基金項目（13SB0299）；成都中醫藥大學重點成果轉化項目（CGPY1404）

1.成都中醫藥大學醫學信息工程學院，四川 成都 611137；2.成都中醫藥大學教務處，四川 成都611137；3. 成都中醫藥大學藥學院 中藥材標準化教育部重點實驗室 四川省中藥資源系統研究與開發利用重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地，四川 成都 611137

肖麗，女，碩士，主要從事中醫藥數字化方面的研究

Tel:18011563500 Email:xiaolichengdu@163.com［通訊作者］瞿燕，女，博士，主要從事中藥制劑方面的研究

Tel:18081971570Email:quyan028@126.com

2015-04-16