醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜在健康中國的作用研究

覃德清，郝宏恕

（清華大學(xué) 清華大學(xué)醫(yī)院管理研究院，廣東 深圳）

0 引言

《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》提出要以預(yù)防為主，針對(duì)生活行為方式、醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)等健康影響因素，落實(shí)預(yù)防為主，推行健康生活方式，減少疾病發(fā)生，做到早診斷、早治療、早康復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)全面健康?！吨袊夏昊c健康國家評(píng)估報(bào)告》提到“我國疾病負(fù)擔(dān)逐漸從婦幼衛(wèi)生問題和傳染性疾病轉(zhuǎn)向慢性非傳染性疾病，到2030 年，慢性非傳染性疾病的患病率將至少增加40%，大約80% 的60 歲及以上老年人將死于慢性非傳染性疾病。”中國60歲以上老年人高血壓、糖尿病、心血管、關(guān)節(jié)炎、慢性阻塞性肺炎的患病率分別為66.9%、19.6%、13%、25%、15.5%。這些疾病大部分沒有得到很好的控制，管理效果不佳。

人們對(duì)醫(yī)療的需求越來越大，我國擁有的醫(yī)護(hù)人員不足、醫(yī)療資源城鄉(xiāng)差異和東西部差異的現(xiàn)狀進(jìn)一步加劇了看病難的問題。

表1 2015 年OECD 部分國家每千人口擁有醫(yī)護(hù)人員數(shù)

知識(shí)圖譜是近些年來興起的，綜合信息科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、科學(xué)計(jì)量學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)等多學(xué)科的研究方法[1]，它利用引文和信息可視化分析來描述知識(shí)之間的關(guān)系[2]，屬于科學(xué)可視化的范疇[3]。利用知識(shí)圖譜管理現(xiàn)有的大量醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)并把實(shí)現(xiàn)共享、應(yīng)用，推進(jìn)醫(yī)學(xué)信息化、智能化的發(fā)展，從而可以更好地為居民健康服務(wù)，一定程度上解決或緩解醫(yī)護(hù)人員不足、醫(yī)療資源分布不均等的問題。

1 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜的國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜在醫(yī)療搜索引擎方面發(fā)展較快，在自動(dòng)問答系統(tǒng)、臨床決策輔助系統(tǒng)、疾病預(yù)測、藥物不良反應(yīng)預(yù)測尚處于分散研究階段，未能實(shí)現(xiàn)真正的臨床應(yīng)用。

1.1 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與查詢拓展

國外常用的搜索網(wǎng)站有WebMD、Healthline、HealthFinder.gov 等，國內(nèi)的是百度醫(yī)療大腦、搜狗明醫(yī)、360 良醫(yī)等。WebMD匯集全美醫(yī)生的臨床報(bào)告和各種醫(yī)療資料，網(wǎng)站內(nèi)容包括生活健康、疾病介紹、醫(yī)生咨詢和熱點(diǎn)相關(guān)新聞等。生活健康部分包括健身與指南、飲食和體重管理、減肥與肥胖相關(guān)知識(shí)等。網(wǎng)站還提供基本健康相關(guān)知識(shí)的查詢和計(jì)算，如BMI、健身卡路里、排卵計(jì)算器等熱門工具。國內(nèi)的醫(yī)療搜索引擎起步較晚，聚合的知識(shí)較少，功能也比較局限，如百度醫(yī)療大腦目前只能在其APP 使用，數(shù)據(jù)庫只有少數(shù)科別的比較完善。現(xiàn)有的醫(yī)療擴(kuò)展查詢質(zhì)量低下，有誤導(dǎo)群眾的可能性。

1.2 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與自動(dòng)問答系統(tǒng)

利用醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜設(shè)計(jì)自動(dòng)問答系統(tǒng)供醫(yī)生、患者、醫(yī)院三方使用，使其能夠迅速獲取所需信息[4]。Ben Abacha 等人通過提取醫(yī)療實(shí)體、語義關(guān)系和患者信息等進(jìn)行文本和問題分析，建立了更為松弛的醫(yī)療自動(dòng)問答查詢系統(tǒng)[5]。Chi 等人通過整合知識(shí)，利用web 本體語言（OWL）和語義規(guī)則（SWRL）構(gòu)建了慢性腎病膳食咨詢系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)證明基于OWL 和KBS（基于知識(shí)的系統(tǒng)）可以在保持知識(shí)共享性和可擴(kuò)展性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)精確問題的求解推理[6]。阮彤等人通過使用半自動(dòng)化構(gòu)建中醫(yī)藥知識(shí)圖譜并實(shí)現(xiàn)中醫(yī)藥知識(shí)圖譜的問答[7]。馬晨浩基于知識(shí)圖譜設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了面向甲狀腺診療的自動(dòng)問答系統(tǒng)，可以有效回答患者用藥及檢查相關(guān)的問題[8]。

1.3 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與臨床輔助決策系統(tǒng)

醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜可以把松散聯(lián)系的同種疾病的相關(guān)知識(shí)與數(shù)據(jù)資源進(jìn)行有機(jī)整合，為醫(yī)生的臨床決策提供結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[9]。García-Crespo 等人利用邏輯推理和概率統(tǒng)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)了一個(gè)本體驅(qū)動(dòng)的鑒別診斷系統(tǒng)[10]。Martínez-Romero 等人基于本體系統(tǒng)設(shè)計(jì)了用于重癥心臟病患者的臨床輔助決策系統(tǒng)，可以幫助分析病人病情并提供建議[11]。聶莉莉等人利用“癥狀-癥候-特征”3層結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建醫(yī)學(xué)診斷知識(shí)圖譜，并將其運(yùn)用到臨床決策支持系統(tǒng)中檢測臨床療效，結(jié)果表明其正確率可達(dá)98%，系統(tǒng)通過內(nèi)部推理機(jī)制可以給醫(yī)生提供診斷建議和意見[12]。實(shí)驗(yàn)證明利用知識(shí)圖譜技術(shù)可以通過對(duì)患者的癥狀、檢查等信息自動(dòng)生成診斷、治療方案幫助醫(yī)生輔助決策，有效較少醫(yī)療失誤[13]。

1.4 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與疾病預(yù)測

疾病的發(fā)生與發(fā)展是有規(guī)律可循的，通過知識(shí)圖譜可以很好地了解和掌握這些規(guī)律，可以對(duì)疾病起到一級(jí)預(yù)防作用。Esteban等人通過運(yùn)用電子病歷數(shù)據(jù)對(duì)腎移植病人在移植后6 個(gè)月和12個(gè)月可能出現(xiàn)的反應(yīng)進(jìn)行預(yù)測以輔助醫(yī)生做出治療方案[14]。Patil等人利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)患者可能罹患疾病的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測[15]。中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)研究所開發(fā)了用于兒科疾病預(yù)測的混合知識(shí)圖譜。

1.5 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與藥物不良反應(yīng)

近幾年，學(xué)者們開始利用知識(shí)圖譜技術(shù)對(duì)電子病歷數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，預(yù)測藥物不良反應(yīng)和建立藥物不良反應(yīng)查詢系統(tǒng)，取得了初步成效。Srinivasan 等人[16]和Daniel 等人[17]均通過挖掘電子病歷相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物不良反應(yīng)的預(yù)測。楊潔等人建立了抗抑郁藥不良反應(yīng)知識(shí)的查詢系統(tǒng)，患者可以查詢抗抑郁藥對(duì)應(yīng)不良反應(yīng)的癥狀及其發(fā)生頻率、對(duì)身體如體重、睡眠等的影響[18]。邵云婷等人利用大量的處方用藥數(shù)據(jù)，通過知識(shí)圖譜建模對(duì)藥品聯(lián)用風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估達(dá)到為臨床藥事管理提供決策依據(jù)和提高聯(lián)合用藥的安全性的目的[13]。

2 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與健康中國應(yīng)用探討

2.1 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與慢病管理

針對(duì)我國目前慢性病的嚴(yán)峻性及就醫(yī)的困難，醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜在查詢擴(kuò)展這一塊應(yīng)該關(guān)注國民健康的現(xiàn)狀及需要，真正為居民健康服務(wù)。我國現(xiàn)有的醫(yī)療搜索引擎應(yīng)加入生活健康知識(shí)普及和疾病、用藥科普且保證質(zhì)量，滿足居民健康自我管理的需要。大醫(yī)院醫(yī)生因業(yè)務(wù)繁忙難以實(shí)現(xiàn)在線問診一對(duì)一為病人服務(wù)，自動(dòng)問答系統(tǒng)可以幫助病人在就醫(yī)前對(duì)自己的病癥有所了解，也可以解決病人在治療、康復(fù)期間遇到的問題。高質(zhì)量的搜索引擎和自動(dòng)問答系統(tǒng)一定程度上也可以彌補(bǔ)醫(yī)療資源缺乏、醫(yī)療資源分布不均衡的不足。

2.2 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與臨床應(yīng)用

在患者就診前可以通過自動(dòng)問答系統(tǒng)收集患者的基本信息和患者想咨詢的問題，系統(tǒng)將信息推給相應(yīng)的醫(yī)生，幫助醫(yī)生更全面了解患者，節(jié)省就診過程簡單問題的詢問時(shí)間，減輕醫(yī)生工作負(fù)擔(dān)，將節(jié)約出來的時(shí)間給更多的病人，緩解就醫(yī)難的困境。知識(shí)庫的建模的和擁有足夠的模型的能力決定了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性[19]，因此在今后的臨床輔助決策系統(tǒng)中可以引入多層診斷的概念，幫助醫(yī)生進(jìn)行診斷，在節(jié)省醫(yī)生看診時(shí)間的同時(shí)有效提高診斷準(zhǔn)確率，減少醫(yī)患糾紛的發(fā)生。

2.3 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與疾病預(yù)測

我國現(xiàn)階段的疾病譜與改革開放前相比有了較大變化。實(shí)現(xiàn)健康中國最重要的一步是對(duì)疾病進(jìn)行預(yù)防，目前我國在這塊發(fā)展緩慢，醫(yī)院很少提供疾病預(yù)測相關(guān)服務(wù)。我們應(yīng)該利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和國際上開發(fā)的數(shù)據(jù)庫，利用知識(shí)圖譜技術(shù)對(duì)各種疾病的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)行預(yù)測，在疾病發(fā)生之前進(jìn)行治療，提高生命質(zhì)量。

2.4 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜實(shí)現(xiàn)支持與挑戰(zhàn)

2.4.1 醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜與國家政策

根據(jù)《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》和《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》，國務(wù)院辦公廳在2018 年頒布了《促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見》要求各地區(qū)、相關(guān)部門要協(xié)調(diào)推進(jìn)互聯(lián)互通的全民健康信息平臺(tái)建設(shè)，逐漸實(shí)現(xiàn)全民健康信息共享。醫(yī)院要提升信息化水平，三級(jí)醫(yī)院在2020 年前實(shí)現(xiàn)院內(nèi)醫(yī)療信息共享。倡導(dǎo)研發(fā)臨床診療決策支持系統(tǒng)，利用人工智能技術(shù)對(duì)個(gè)人健康進(jìn)行監(jiān)測與評(píng)估、疾病預(yù)警、慢病篩查、主動(dòng)干預(yù)。家庭醫(yī)生簽約制度能夠?yàn)榫用窠€(gè)人健康檔案，目前的醫(yī)療信息可以在醫(yī)聯(lián)體中實(shí)現(xiàn)共享。

2.4.2 數(shù)據(jù)支持

我國目前電子病歷數(shù)據(jù)仍不能實(shí)現(xiàn)共享和技術(shù)水平有限，是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜的瓶頸。國家應(yīng)該加快全國醫(yī)院醫(yī)療信息化水平建設(shè)，盡快實(shí)現(xiàn)全國電子病歷聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療信息共享；重視醫(yī)療信息技術(shù)的發(fā)展，加大在這方面的資金與人才投入。同時(shí)我們也可以把國外現(xiàn)有的開發(fā)數(shù)據(jù)納入醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜的研究。

3 小結(jié)

國家近幾年不斷推出“健康+互聯(lián)網(wǎng)”的相關(guān)政策，要求醫(yī)療信息化、醫(yī)療信息互聯(lián)互通與共享，給構(gòu)建醫(yī)療知識(shí)圖譜的奠定電子數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。目前國內(nèi)外的醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜在臨床輔助決策系統(tǒng)中的使用僅是針對(duì)某一疾病類型，無法廣泛應(yīng)用，且尚未確切描述針對(duì)兼具并發(fā)癥時(shí)該如何處理。現(xiàn)有研究成果局限于特定數(shù)據(jù)集、算法準(zhǔn)確率低且限制條件多，擴(kuò)張性差[11]。我國醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜的數(shù)量和質(zhì)量制約著醫(yī)療查詢與擴(kuò)展的發(fā)展，為使現(xiàn)有的醫(yī)療數(shù)據(jù)更好地為居民健康服務(wù)，有必要對(duì)醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜的進(jìn)行深入研究和完善并實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用。

表2 構(gòu)建醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜可利用的數(shù)據(jù)庫