大數據時代醫院信息管理平臺的構建

張東強，鄭建中

（山西醫科大學，山西 太原 030001）

· 衛生信息 ·

大數據時代醫院信息管理平臺的構建

張東強，鄭建中

（山西醫科大學，山西 太原 030001）

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

大數據；醫院信息系統；第四范式；Hadoop

所謂“大數據”是一個并不十分清晰的概念，至今還沒有一個科學家或機構能提出一個確切的數字或數量級來界定，到底多大的數據集合才算是“大數據”。網絡計算機領域的專家是這樣描述它的，“大數據是指無法在一定時間內用常規機器和軟硬件工具對其進行感知、獲取、管理、處理和服務的數據集合”。而世界著名的網絡計算機公司IBM在其發布的報告中提出，大數據應具有“3V”的顯著特點：Volume、Variety、Velocity[1]。

IDC公司2012年發布的報告指出，2011年網絡數據總量為1.8 ZB，預計到2020年總量達到35 ZB，而在這之后的10年間，數據總量將增長50倍[1]。當人們滿足于自己手中以“GB”為單位的移動存儲設備或網絡終端時，是無法體會“ZB”這一龐大的概念的，無法運用類似“乒乓球與地球”這樣的比喻來形容它，因為相比之下，數據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，大數據的時代已然來臨了。

1 大數據研究的重要性

隨著網絡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據越來越受到相關領域科研人員的重視。人們清楚地意識到，這些雜亂無章的數據流背后隱藏著巨大的價值，它所能帶給社會各個領域的巨大的貢獻是不可估量的。2007年吉姆·格雷在他最后一次演講中描繪了數據密集型科學研究的“第四范式”[1]，將數據密集型科學從計算科學中單獨分開，他認為，要解決我們面臨的某些最棘手的全球性挑戰，“第四范式”可能是唯一最具有系統性的方法。2011年《Science》出版了名為“Dealing with data”的?？?，討論了數據洪流（Data Deluge）所帶來的機遇[1]。2012年4月，歐洲信息學與科學研究學會會刊《ERCIM News》出版了專刊“Big data”討論了大數據時代的數據管理、數據密集型研究的創新技術問題[2]。Albert-László Barabási 教授將網絡理論稱為“20世紀量子力學的可尊敬的后繼”，認為對于它的研究，是在構建一個新的理論和算法的框架[2]。

比以上內容更值得注意的是，在某些國家和地區，大數據的開發和利用，正以其獨特的作用和重要性影響著政治團體甚至國家的運轉。2012年3月29日，美國總統奧巴馬在白宮召開會議，發布了《大數據研究和發展倡議》，明確將數據的開發和保護上升為國家意志[3]。根據麥肯錫測算，大數據的應用每年可為美國醫療健康事業和歐洲政府分別節省3000億美元和1000億歐元潛在費用，利用個人位置信息可創造出6000億美元價值[3]。歐盟也出臺了相關政策，將數據信息化基礎設施作為“Horizon 2020”計劃的優先領域之一[2]。由此可見，大數據時代網絡空間的數據主權將成海、陸、空、天之后另一個大國博弈的空間，數據獲取，挖掘，保護能力將成為衡量和評價綜合國力的又一標準?？梢灶A見，我國必然不會錯失網絡空間和大數據這一全新競爭領域的先機，不遠的將來，基于大數據理論，針對工商、環境科學、生物醫藥等領域的戰略性決策必會相繼出臺，并以此引導屬于我國的大數據時代[2]。

2 大數據與醫院管理

2.1 我國醫院信息系統建設及數據的管理中存在的不足

改革開放之后，隨著計算機技術的發展和普及，我國各級各類醫院開始創建自己的信息管理系統,經過前后30年的進步和革新，我國的醫院信息化建設已取得了長足的發展。目前國內醫院主要使用的信息管理系統（HIS），以子系統的的形式，功能模塊覆蓋醫院的各診療環節和醫院管理的主要方面，系統功能較為完善。HIS的各子系統監控和管理著醫院的各個部分，保證日常運行的同時，通過對數據的分析和挖掘輔助管理層的決策[4]。

我國醫院對于醫院信息系統的開發和利用已經較為完善和成熟，這是醫院信息系統歷經20多年的建設所取得的成果。但是，相對于發達國家對于醫院信息系統的開發和利用，我國仍處于較為滯后的水平[5-6]。就未來的發展趨勢及與發達國家現狀相比較，我國醫院信息化建設仍存在以下問題：

2.1.1 電子病歷等技術的使用問題

2002年衛生部制定的《全國衛生信息化發展規劃綱要（2003-2010年）》提出，三級醫院在全面應用管理信息系統的基礎上要創造條件，重點加強臨床信息系統建設，如：電子病歷、數字化醫學影像、醫生和護士工作站等[5]。到目前為止，我國的三級醫院及有條件的其他醫院已基本普及了電子病歷，但使用上仍停留在院內存檔和提供查詢的初級水平，留在患者手上的仍舊是紙質病歷，這大大局限了電子病歷的應用效果，也無法發揮其應有的價值，而諸如數字化醫學影像和醫生護士工作站等重要的技術設備，由于代價昂貴或是醫院決策層認識不到其中的價值和重要性，普及率較低[5]。

2.1.2 醫療信息內部性強

醫院信息系統對產生的信息與數據在內部的存儲和分析層面功能較好，但醫療信息內部性較強，難以實現跨醫院及跨領域的信息流通，直接結果是患者在換院診療時，不得不進行大量的重復診療，而后續接診的醫院和醫生不能清楚的把握之前醫生的診療方案和治療進度，增加患者醫療負擔的同時，也對醫生造成了不必要的困擾。而這也使得有效的醫學信息不能共享，大量有價值的數據信息在病人出院或轉投他院的同時便進入沉默。

2.1.3 數據信息標準化差

數據信息標準化較差主要體現在各醫院，地區之間數據存儲、傳輸的標準和規范的不一致。統一的數據存儲格式、存儲內容是系統之間通信的基礎，由于患者不可能在固定的醫院就醫，而電子病歷在轉診過程中容易遇到信息系統之間信息互不識別和不兼容的問題。我國1997年便已推出了《醫院信息系統基本功能規范》，并在2001年對該標準進行了修訂，但當前醫院中各種數組化的醫療設備，如監護設備、放射設備、醫學檢驗設備等，每天產生大量的數據，它們編碼和存儲的形式各異，信息分類和數據標準只做了規范性約束，沒有嚴格進行標準的統一，因此，不同系統雖留有接口，但很難實現各子系統之間的集成[5]。

2.2 大數據時代醫院信息系統發展的重要性

醫院信息系統建設在不斷完善，在解決當前問題的同時，必須要順應信息化邁向大數據時代的發展趨勢，理解大數據時代數據共享和挖掘的重要性。建立并完善擁有大數據思想和技術的醫院管理系統，對于利用高新科技促進醫學發展具有重要意義。

2.2.1 醫療服務

要建立大數據技術與思想的醫療服務信息系統，首要是解決患者信息流通與共享時存在的阻礙，如規范化、標準化，諸如電子病歷、數字化醫學影像等重要信息的存儲、流通格式，達到“暢其流”的理想狀態。在此基礎上進行的醫療服務行為，將在大數據計算方法的支持下，在“技術后臺”對患者進行就診記錄的整合，生成患者就醫的“履歷”，包括病人歷次就醫的病種病情、診療方案、用藥、檢查、花費等情況，以時間軸的方式集中體現，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取。

2.2.2 醫學科研與教育

在醫療信息系統實現大數據變革之后，醫學的科研方法可能出現較大的轉變，作為自然科學的醫學研究，由于平臺所能提供的數據信息量大，提取方便等特點，使得原本不得不進行的實驗研究和前瞻性研究大量減少，取而代之的是以現有大規模數據為計算依據的研究，而在那些仍需試驗的探索性研究中，可以預見，大數據處理是整個實驗的一個預定步驟，發現有價值的信息往往在預料之中。

2.2.3 醫療決策

當前各醫院所使用的信息管理系統，具備一定的輔助醫院管理決策的功能，這方面的功能主要依托于HIS系統的財務管理和經濟運行分析子系統，但對于操作性要求較強的事務處理、數據預測等工作仍無法滿足[7]，大數據信息化的管理與決策輔助功能應更加注重數據信息的比較和深度挖掘，通過周密的后臺計算輸出各類報表、并具有規劃和預測的功能。

3 大數據平臺的構建

3.1 要建立怎樣的大數據平臺

要建立具有大規模數據收集、整理、處理、儲存功能的信息平臺，難以一蹴而就，也絕非某一家醫院可以獨立實現的，要建立具有大數據思想和技術的信息平臺并使其先進的功能服務于醫院管理和醫療體系，需要有統籌規劃的思想更需要政策及經濟上的支持。一種較為合理的方式是：以區域劃分為依據，以高級別醫院為依托，建立地域性醫療信息處理平臺。該平臺可以由獨立于醫療機構之外的專門從事大數據處理的公司代為運營，也可以交由該地區有能力的三甲醫院管理運營，或是多個醫院共同運營。無論哪種運行方式，數據處理平臺的數據收集和效用的發揮應輻射該區域醫院、社區，功能涵蓋醫療、保健、疾病預防、健康教育等多個方面。完善的醫療信息數據處理平臺，應和一個地區的醫院、疾控、防疫等衛生機構互為臂助，共同成長。

3.2 如何建立醫療管理大數據平臺

3.2.1 技術引進

對于大數據的應用，需要解決數據的存儲、分析、管理三個方面的問題。由于大數據“3V”的特點，使得傳統的數據庫和數據分析軟件無法勝任此類工作。MapReduce[8]是2004年由Google提出的面向大數據集處理的編程模型，該技術一經推出便迅速在機器學習、數據挖掘、數據分析等領域得到廣泛應用[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解決方案和基于MapReduce開源實現的Hadoop生態系統解決方案[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生態系統的成員針對性的解決了大數據半結構化和非結構化的存儲問題且操作更簡便，適用于專業程度較低人群，對于建立醫療數據管理平臺是個不錯的選擇[12-13]。

3.2.2 人才培養

除了軟件與技術，人才培養同等重要。目前，我國大部分醫院的管理模式都遵循“專家管理醫院”的模式和體系，醫院管理階層人員大部分所學專業為醫學專業極少部分為衛生管理專業[14]。近年來，各地高等醫學院校相繼開設了衛生事業管理、衛生信息管理等專業，為各地醫院的職能科室輸送了人才，這使得我國的醫院管理趨于專業化和規范化[15]。但是，就醫療管理的大數據平臺而言，仍需大量的專業化技術和管理人才，這其中最主要的是具有大數據思想和數據挖掘能力的醫院信息管理人才、軟件工程、編程人才以及統計學人才[3]。

3.2.3 數據通道的建立

在大數據平臺的構建和運行過程中，數據的獲取或者數據通道的建立是其后所有數據挖掘和運算工作的基礎，醫院的病例、報告、儀器的監測遙感所產生的數據是最易獲取也是最具有研究價值的數據主體，但是大數據平臺的應用絕不應僅限于對如此有限的數據進行分析和研究。大數據理論和技術的突破性在于不僅要研究和挖掘有價值的數據信息，更要對于原本看似無意義無聯系的數據進行挖掘和研究以此發現那些重要的、隱性的內在關系和價值。平臺的構建過程中，要建立自下而上的數據獲取通道，在保證數據的真實有效和專業性的同時，更要使得通道保持一定的寬度，并且具有進一步拓寬的可能性，隨著平臺的應用和技術的不斷成熟，其功用將經歷醫療機構管理運營、區域醫療統籌管理、地方性衛生事業管理等多個階段的升級。隨著大數據理論和技術的不斷發展和推廣，可以預見，未來我國將建立全國性的醫療體系大數據研究機制和平臺用以推動我國醫療衛生事業的發展。各地方建立的區域性的大數據研究平臺會成為全國性大數據平臺的基層組織以及數據通道的底層，而當大數據的應用深入到一定程度時，不同行業間的數據研究也會相互滲透，交織成網。

4 結語

大數據是未來互聯網和信息技術發展的趨勢，越來越多的國家和企業將會意識到數據的價值并在這一領域開拓和探索，醫療數據平臺的建立僅僅是大數據技術和理論在醫學領域的應用和延伸，但對于整個醫學和衛生事業的發展卻意義重大，它將引領醫學研究、醫院管理等多個領域進入大數據時代。醫療數據平臺是醫療管理的趨勢，這需要相關領域人才的共同努力才能實現，而在這個過程中存在多少未知的困難我們還無法預見。目前，許多國家已將大數據的應用和研究上升成為國策，要建立理想的數據平臺，政策和經濟上的支持是至關重要的，任一行業或者領域的發展應順應時代的發展和大環境的趨勢，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院信息管理的現狀及存在的問題，同時大膽設想了隨著大數據技術和理論的發展、成熟，我國醫院管理未來的發展方向——區域性醫療信息數據管理平臺。但是，這一平臺的真正建立必將經歷一個漫長的過程，這一過程中，諸如數據安全、隱私保護等問題，構建者都將一一面對。

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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（1989-），男，河北威縣人，在讀碩士研究生，主要從事社會醫學與衛生事業管理方面的研究。

鄭建中（1961-），男，山西河順人，教授，博士生導師，主要從事衛生服務、農村醫療保障制度、性病艾滋病調查與干預

等方面的研究。